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화학/Inorganic chemistry

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이번 주의 무기화학 - 가장 저렴한 금속 촉매를 쓰면 반응 전체의 비용도 가장 저렴할까? 2023년 6월 마지막 주 나처럼 1d transition metal 촉매를 연구하는 사람 입장에서 가장 큰 기대 중에 하나는 이 촉매가 다른 비싼 금속들 (Pd, Rh, Pt 등)을 대체해서 저렴하게 반응을 돌릴 수 있게 하자! 인데, 이것에 대해서 실제로 비용적인 측면을 분석한 논문이 나와서 소개한다. Noble Metal versus Abundant Metal Catalysts in Fine Organic Synthesis: Cost Comparison of C−H Activation Methods (https://doi.org/10.1021/acs.organomet.3c00153) 이 논문에서는 여러 유기 합성 반응 중에 한 반응을 골라서 (3,4-diphenyl-isoquinolone synth..
무기화학의 즐거움 크리스탈! 단결정 구조 분석하기 각자 분야마다 재밌는 것들이 많이 있겠지만 무기화학에서 재밌는 것은 크리스탈을 키워서 착물 구조분석을 하는 것이다. 보통 유기분자의 경우 1D, 2D NMR 등을 통해서 확인하고, 기타 분석방법 (ESI-MS, GC-MS, EA) 을 통해서 크리스탈까지 키우지는 않지만 무기화학에서 크리스탈구조는 훨씬 더 흥미로운 정보를 제공하곤한다. 특히 안정한 산화상태가 아닌 반응성이 큰 산화상태 (예를 들어 Cu3+같은) 금속착물의 크리스탈 구조를 얻게 되면 어떻게 산화상태에 따라 구조가 달라지는지를 관찰할 수 있기 때문이다. 물론 안정화된 산화상태라고 하더라도, 크리스탈 구조를 얻게 되면 어떻게 금속과 결합하고 있는지, 때때로 예측과 다른 결과가 많이 나오기도 하기 때문에 언제든 얻어두는 것은 도움이 된다. 내가 ..
Grignard랑 alkyl(aryl) halide가 반응하면 Halogen exchange가 일어나 (turbo Grignard) Grignard는 Nucleophilic attack을 할 수 있는 아주 좋은 시약임에 분명하지만, alkyl halide와 반응 시킬 때 주의해야 할 점이 있어. Primary alkyl Grignard (or alkyl lithium)을 사용하면 radical이 생성되지 않지만, Secondary 또는 Tertiary Grignard (or alkyl lithium)을 사용하는 경우에는 이들 사이 반응에서 라디칼 중간체가 생성될 수 있다는거야. 예를들어서 Alkyl-MgCl이랑 Ph-I 랑 반응을 시키면 Alkyl-MgI랑 Ph-Cl이 만들어져 이걸 Magnesium halogen exchange라고 불러. 이 반응은 radical을 통해서 일어난다는 주장도 있고, nucleophilic mechan..
Halide abstraction (KPF6 < AgPF6 < TlPF6) 만약 우리가 Metal halide complex를 만들었다고 치자. 근데 다른 organometallic chemistry를 위해서 이 X자리를 다른 R그룹으로 치환을 하거나 혹은 solvent 등을 붙이고 싶다면 어떻게 해야할까? Metal halide complex에서 (MX) halide를 떼어내고 싶을 때 (Halide abstraction) 보통 KPF6, AgPF6, TlPF6같은 Halide abstraction reagent를 많이 사용하는데, 이들은 Halide와 반응하여 KX, AgX, TlX (X = halide) 등의 불용성 염을 생성함으로써 반응을 정반응으로 이끈다 (driving force). 여기서 사용되는 K, Ag, Tl 같은 경우에 halide를 떼어내는 정도가 다른데,..
Photocatalyst, dual catalyst의 작동 원리 Photocatalyst photocatalyst는 보통 Ru(ppy)3 / Ir(ppy)3 deravative가 많이 사용되는데, 가장 중요한 이들의 역할은 빛을 받아서 들뜬상태 (excited state)가 되고, 이 상태에서 substrate의 전자를 주거나, 받아오는 것이다. ground state에서는 oxidant, reductant로써 사용되기에 부족하지만, excited state에서는 강력한 electron transfer reagent로써 기능할 수 있다. 더군다나 excited state에서 lifetime이 다른 화학종에 비해 굉장히 길기 때문에 (~1000 ns) excited state에서 다시 ground state로 돌아가는 deactivation pathway와 경쟁해서 능..
X-ray Crystal Non-merohedral twinning 해결하기 Twinning은 A라는 분자가 크리스탈이 되면서 자라나는 경우 일반적으로 일정한 배열을 이루지만, 모종의 이유로 이 일정한 배열이 두 가지 이상의 형태로 자라나는 경우를 말한다. 즉 결정 덩어리 자체는 전부 A지만 어느 부분에서 자라난 방향이 다른 탓에 분석에 혼란을 주는 케이스이다. 일정한 방향으로 배열된 분자 구조가 xray를 받아서 일정한 reflection을 보여야하는데 이게 어려워지는 것이다. 하지만 이걸 이제 detwin 하는 방법이 있는데, 기기로 분석할 때 이미 어떤 twin이 형성되어 있는지가 대충 계산이 되는 것으로 알고 있다. 예를 들어서 1000개의 reflection 중 780개와 220개로 나뉘어서 각각의 방향으로 '일정하게' 배열 된 상태라는 것을 확인할 수 있다는 것이다. ..

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