Chimie la scara nanometrica, radicalii liberi şi spectroscopie EPR

Source: http://www.york.ac.uk/chemistry/staff/academic/a-c/vchechik/

Chimistii au excelat la acest site molecule mici, şi înţelegerea proprietăţilor lor. Cu toate acestea, cele mai multe procese în natură şi multe reacţii industriale includ mari ansambluri ordonate moleculară, agregate de exemplu, proteine, membranele celulare, suprafete catalizator etc Suntem interesaţi în a înţelege factorii care determină structura şi proprietăţile unor astfel de dimensiuni nanometrice agregate moleculare. Noi folosim adesea radicalii liberi şi de rezonanta paramagnetice de electroni (EPR) pentru a caracteriza proprietăţile şi reactivitate ale nanostructurilor. Suntem de asemenea, interesat în chimia mecaniciste de radicali liberi in alte sisteme.

Nanoparticule funcţională

Multe proiecte de cercetare în grupul nostru utilizează ligand-protejate nanoparticule anorganice la fel de uşor-de-a face, bine-definite şi nanostructuri versatil. De exemplu, nanoparticule de aur ar putea fi usor de preparat prin reducerea Au (III) sărurile, în prezenţa unui ligand bun. Tiolilor organice sunt deosebit de bune la nanoparticule de acoperire Au, deoarece acestea adsorbi la suprafaţă aur foarte puternic şi sunt compatibile cu o mare varietate de grupe funcţionale.

Suntem interesati în pregătirea nanostructuri functionale. Materiale ce conţin doar câteva sute de atomi de multe ori au proprietăţi fizice şi chimice unice. Scopul cercetării noastre este de a înţelege şi de a exploata aceste proprietăţi. De exemplu, noi suntem în curs de dezvoltare de nanoparticule pe baza de substante de contrast pentru imagistica prin rezonanţă magnetică (IRM). De asemenea, suntem interesaţi şi de alte aplicaţii medicamente de nanoparticule, nanoparticule pe baza de droguri, toxicitatea nanoparticulelor.

Studii EPR de materiale nanostructurate

Suntem aplicarea rezonanta paramagnetic de electroni (EPR) spectroscopie pentru a studia organizarea şi proprietăţile materialelor nanostructurate. De exemplu, stabil radicali organici gratuit (de exemplu, nitroxides) ar putea fi utilizate ca sonde de spin să prezinte un raport asupra mediului moleculare la scara nanometrica. O serie de caracteristici fac ERP deosebit de potrivit pentru studierea materialelor nanostructurate:

• EPR spectrele pot oferi informaţii cu privire la distantele dintre etichetele de spin adiacente în gama nm 1-3 (până la 8 nm cu tehnici speciale moderne). Aceste distanţe sunt în intervalul tipic de dimensiuni materiale nanostructurate (de exemplu, nanoparticule).
• EPR oferă informaţii despre dinamica a etichetei de spin pe scara de timp de cateva nanosecunde (ns). Aceasta scara de timp este foarte util pentru studii nanoparticulelor, ca rate caracteristică se rostogolea pentru nanostructuri de spin-etichetat de multe ori se încadrează în acest interval.

Proiectele noastre în acest domeniu includ:

• Reacţii chimice la suprafaţa nanoparticulelor: mecanismul de reacţia de schimb de ligand, cataliză de bază anorganic, etc
• Spin-etichetate nanoparticule: dinamica şi distribuţia de liganzi pe suprafaţa nanoparticulelor
• Spin-etichetate alte sisteme supramoleculare, inclusiv gazdă-oaspete complexe, agregate şi coloidal.

Gratuit ce intermediari radicale

EPR spectroscopie este ideal pentru a studia radicalilor liberi, şi mai multe proiecte în grupa noastră se concentrează pe detectarea intermediare radicalilor liberi în reacţii organice cu scopul de a dezvoltarea înţelegerii mecaniciste. Radicalii liberi sunt intermediari comune într-un număr surprinzător de mare de procese, precum şi înţelegerea şi controlul rolul lor este important pentru multe procese industriale. Exemple de proiecte în acest domeniu includ:

• Catalitică a radicalilor liberi, oxidare si reduceri
• Prevenirea de polimerizare spontană a monomerilor importante şi oxidarea de compuşi organici; dezvoltarea de antioxidanţi şi inhibitori de polimer
• Înţelegerea chimie radicale implicate în formarea de colorare a parului-
  

Publicaţii recente

• Gd-funcţiuni Au agenţi de nanoparticule ca ţintă de contrast în IRM: accesoriu relaxivitatea prin acoperire polielectroliti.
  MF Warsi, RW Adams, SB Duckett, V Chechik, Chem Commun, 2010, 46, 451-453.
• Spin Acoperirea de Au-H intermediar în procesul de oxidare alcool de către Catalizatoare aur acceptate şi neacceptate.
  M Conte, H Miyamura, Kobayashi S, V Chechik, J Am Chem Soc, 2009, 131, 7189-7196.
• Studiu Ansamblurile supramoleculară de spectroscopie ESEEM:. Complexe Includerea ciclodextrine
  G Ioniţă, Florent M, D Goldfarb, Chechik V, J Phys Chem B, 2009, 113, 5781-5787.
• Auto-asamblare a eco-legate de β-ciclodextrina nanocapsules.
  LC Jones, WM Lackowski, Y Vasilyeva, K Wilson, V Chechik, Chem Commun, 2009, 1377-1379.
• TEMPO-inhibat de polimerizare: determinarea simultană a concentraţiilor de oxigen şi un inhibitor de EPR.
  Conte M, Y Ma, C Loyns, P Pret, D Rippon, V Chechik, Org Biomol Chem, 2009, 7, 2685-2687.
• Difuzia laterală de liganzi tiol pe suprafaţa Au Nanoparticulele: Un studiu de electroni de rezonanta paramagnetic.
  P Ionita, A Volkov, G Jeschke şi V Chechik, anal Chem, 2008, 80, 95-106.