Acilfoszfinok foszfa-Michael-addíciója: a mechanizmus felderítése és szubsztituens-hatások vizsgálata
A mono- és bisz-acilfoszfin-oxid (MAPO, BAPO) típusú fotoiniciátorok egyre nagyobb figyelmet kapnak napjainkban. A foszfor-tartalmú iniciátorok nagy előnye, hogy belőlük ultraibolya-fény hatására foszfonil-gyök keletkezik, amely igen reaktív, ezáltal hatékonyan elindítja a gyökös polimerizációt. A foszfor ezen típusú fotoinicátorok építőköve, és ezen elem beépítése kihívást jelenthet a szintézisekben. Egy lehetőség a katalitikus Michael-addíció, melyet Dr. Hansjörg Grützmacher és munkatársai vizsgáltak kísérleti módszerekkel.
Bisz-[2,4,6-trimetilbenzoil]-foszfint és metil-akrilátot reagáltattak tetrametil-guanidin bázis jelenlétében, melynek terméke egy bisz-acilfoszfin (amely a BAPO egy redukált formája). Munkám során ennek a reakciónak a mechanizmusát vizsgáltam sűrűségfunkcionál-elméleten alapuló kvantumkémiai módszerekkel. Különböző reakcióutakat derítettem fel, amelyek alapján a kísérletekkel összhangban szobahőmérsékleten lejátszódhat a reakció. Vizsgáltam a köztitermékek és átmeneti állapotok szerkezetét NCI-, illetve AIM-analízissel, melyek alapján a másodrendű kölcsönhatásoknak fontos szerepe van.
A reakció tanulmányozása során további lehetőségek merültek fel, hiszen a foszfin módosításával olyan vegyületeket állíthatunk elő, melyek várhatóan aktív fotoiniciátorokat eredményeznek. Az eredeti vegyületből kiindulva különböző szubsztituensekkel történő variálás során mono-acilfoszfinokat vizsgáltam. Ezek alapján tanulmányoztam, hogy miként befolyásolják a szubsztituensek a mechanizmus egyes lépéseit, aktiválási energiáit és reakcióhőit. Különböző deszkriptorok alkalmazásával (Parr-függvények, stabilizáló pályakölcsönhatások, Hammett-konstansok stb.) szintén a reakcióparaméterek megértése a cél.
szerző
-
Fekete Csilla
Vegyészmérnöki alapképzési szak, nappali BSC
alapképzés (BA/BSc)
konzulens
-
Dr. Benkő Zoltán
egyetemi adjunktus, Szervetlen és Analitikai Kémia Tanszék
