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Characterization and Reactivity Studies of Mononuclear Ruthenium (IV)-Oxo Complexes in Oxidation Reactions

Title
Characterization and Reactivity Studies of Mononuclear Ruthenium (IV)-Oxo Complexes in Oxidation Reactions
Authors
김진화
Issue Date
2014
Department/Major
대학원 화학·나노과학과
Publisher
이화여자대학교 대학원
Degree
Master
Advisors
남원우
Abstract
산소를 발생하는 물 산화 과정은 광합성 과정 중 photosystem II (PS II) 의 oxygen-evolving center (OEC) 에서 일어난다. 최근 OEC의 구조 정보에 대한 발전에도 불구하고, 분자 수준에서 물 산화 메커니즘은 아직 불분명하게 남아있다. 최근 연구에 따르면, 많은 루테늄-산소 종은 다양한 기질들의 화학적 변환을 위해 고안된 화합물에서 효율적으로 물 산화 촉매 역할을 한다고 알려졌다. 물 산화 촉매 개발을 위한 연구는 계속해서 진행되어왔다. 특히 산소-산소 결합 형성 메커니즘의 규명하기 위한 연구가 활발히 진행 중이다. 본 연구에서는 물 산화 촉매로 알려진 [RuII(tpy)(bpy)(OH2)]2+ (tpy=2,2′:6′,2′′-terpyridine, bpy=2,2′-Bipyridyl) 와 [RuII(tpy)(bpm)(OH2)]2+ (tpy=2,2′:6′,2′′-terpyridine, bpm=2,2′-Bipyrimidine) 를 사용하였다. 합성된 루테늄(II) 착물을 산화제와 반응시켜 고 (高)-산화가 단핵 루테늄(IV)-산소 화합물인 [RuIV(O)(tpy)(bpy)]2+ 와 [RuIV(O)(tpy)(bpm)]2+ 중간체를 생성시켰다. 다양한 분광학적 기술을 통해 각각의 화합물의 분광학적 특성들을 확인하였다. 또한, para-Y-substituted thioanisole 기질을 사용하여 이 두 종류 중간체의 sulfoxidation 반응을 관찰하였다.;The water oxidation to evolving dioxygen is catalyzed at the oxygen-evolving center (OEC) in photosystem II (PSII) in photosynthesis. Despite recent development on the structural information of OEC, the mechanism of water oxidation at molecular level still remains unclear. In recent study, many ruthenium-oxo species act as an efficient water oxidation catalyst in model complex for chemical transformation of wide range of organic substrate. Here we are reporting the generation and characterization of high-valent mononuclear nonheme ruthenium-oxo complex, [RuIV(O)(tpy)(bpy)]2+ (tpy=2,2′:6′,2′′-terpyridine, bpy=2,2′-Bipyridyl) (2) by reaction of [RuII(tpy)(bpy)(OH2)]2+ (1) with PhIO in CF3CH2OH/H2O (19:1) mixture and [RuIV(O)(tpy)(bpm)]2+ (tpy=2,2′:6′,2′′-terpyridine, bpm=2,2′-Bipyrimidine) (4) and by reaction of [RuII(tpy)(bpm)(OH2)]2+ (3) with CAN in CF3CH2OH/pH 1 TFA (19:1) mixture with many spectroscopic methods such as UV-vis, ESI-MS, EPR, and rRaman. Also their reactivity aspects towards externally added various substrates such as PhSCH3 for sulfoxidation.
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일반대학원 > 화학·나노과학과 > Theses_Master
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