Nukleofil szubsztitúció részlegesen redukált grafén-oxid felületen
Napjainkban a grafén lemezek, illetve a funkcionalizált grafén származékok előállítását és alkalmazását nagy érdeklődés kíséri, hiszen ezek fontos alapanyagai az elektronikának, nanotechnológiának, és a gyógyszerkutatásnak. Előállítás szempontjából az egyik leggyakoribb termék a redukált grafén-oxid. Ennek felszínén különböző oxigén-tartalmú csoportok találhatóak, így például epoxi-csoportok. A grafén származékok tulajdonságai nagyban változnak aszerint, hogy milyen egyéb funkciós-csoportokat sikerül rájuk kapcsolni. Az egyik ilyen származék a nitrogénnel funkcionalizált redukált grafén-oxid.
Kísérleti eredmények alapján ennek előállítása főleg nukleofil szubsztitúciós reakcióval megy végbe. A reakció során az ammónia, vagy amin nemkötő elektronpárja nukleofil támadást indít a redukált grafén-oxid felszínén lévő epoxi-csoportra.
Dolgozatomban ennek a reakciónak keresem a lehetséges mechanizmusait kvantumkémiai módszerek segítségével, és összehasonlítom a reakciót más irodalmi eredményekkel, melyek aminok, és epoxi-csoportot tartalmazó alifás vegyületek nukleofil szubsztitúcióját elemezték. Korábbi számítások szerint a redukált grafén-oxid felszínén az epoxi-csoportok bizonyos kitüntetett stabilitású elrendeződésekben fordulnak elő (lsd: ábra). Az egyik ilyen négy epoxi-csoportot tartalmazó elrendeződés reaktivitását vizsgáltam különböző méretű grafén-modellek felszínén. Reakciópartnerként ammóniát választottam.
