การสังเคราะห์สารประกอบเชิงซ้อนโลหะทรานซิชันจากอนุพันธ์ของทริปพอดัลเอมีนเพื่อเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาการรีดิวซ์คาร์บอนไดออกไซด์

Abstract

การเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องของปริมาณแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ในปัจจุบัน เป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลให้เกิดปัญหาสิ่งแวดล้อมตามมา นักวิทยาศาสตร์จึงให้ความสนใจในการวิจัยและพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาการรีดิวซ์คาร์บอนไดออกไซด์ เพื่อลดปริมาณของคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศ ซึ่งจากงานวิจัยที่ผ่านมา การสังเคราะห์ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีประสิทธิภาพในการรีดิวซ์คาร์บอนได- ออกไซด์สูง โดยมากจำเป็นต้องใช้สารประกอบเชิงซ้อนของโลหะทรานซิชันที่มีราคาแพง งานวิจัยนี้จึงมุ่งหวังที่จะสังเคราะห์ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นสารประกอบเชิงซ้อนของโลหะทรานซิชันในคาบที่ 1 ซึ่งมีราคาถูกและหาได้ง่ายคือ คอปเปอร์และนิกเกิล กับลิแกนด์พอลิพิริดีนที่เป็นสารประกอบประเภทมอนอนิวเคลียร์และไดนิวเคลียร์ คือ N-(anthracene-9-ylmethyl)-2-(((pyridine-2-ylmethyl)(pyridine-3-yl)amino)methyl)aniline (L1) และ N,N’-anthracene-9, 10-diylbis (methylene))bis(1-(pyridine-2-yl)-N-(pyridine-2-ylmethyl)methanamine) (L2) ตามลำดับโดยสามารถสังเคราะห์ลิแกนด์ L1 ผ่าน 6 ขั้นปฏิกิริยา มีลักษณะเป็นของแข็งสีเหลืองอ่อน คิดเป็นร้อยละผลิตภัณฑ์รวมน้อยกว่า 4 ซึ่งสามารถพิสูจน์เอกลักษณ์ของสารได้ด้วยเทคนิคโปรตอนเอ็นเอ็มอาร์สเปกโตรสโคปี แล้วนาลิแกนด์ L1 ที่สังเคราะห์ได้ทำปฏิกิริยาการเกิดสารประกอบเชิงซ้อนกับนิกเกิลอะซิเตต ได้สารสีเทาเข้ม ซึ่งไม่สามารถระบุผลิตภัณฑ์ได้ ส่วนปฏิกิริยาการเกิดสารประกอบเชิงซ้อนของลิแกนด์ L2 กับนิกเกิลอะซิเตต เกิดการเปลี่ยนสีของสารละลายผสม ซึ่งบ่งชี้ว่ามีสารชนิดใหม่เกิดขึ้น เมื่อนำไปตกตะกอนในตัวทำละลายไดคลอโรมีเทนและไดเอทิลอีเทอร์ ได้สารผลิตภัณฑ์เป็นของแข็งสีเทาอมเขียว มีร้อยละผลิตภัณฑ์ 38 และจากผลของเทคนิคแมสสเปกโตสโคปีสามารถระบุผลิตภัณฑ์ได้คือ Ni₂[(L2)(OAc)3](OAc) แต่ยังไม่สามารถระบุลักษณะของการจับกันระหว่างลิแกนด์และนิกเกิลได้ นอกจากนี้ปฏิกิริยาการเกิดสารประกอบเชิงซ้อนของคอปเปอร์อะซิเตตกับลิแกนด์ L2 สามารถตกตะกอนสารผลิตภัณฑ์ได้เป็นสารผสมทีพมีลักษณะเป็นของแข็งสีเขียวเข้มและสีเขียวอ่อน ดังนั้นผู้วิจัยคาดว่าการเกิดสารประกอบเชิงซ้อนของคอปเปอร์ไอออนกับลิแกนด์ L1 และ L2 จะเกิดได้ดีกว่า เมื่อใช้คอปเปอร์ไอออนจากสารประกอบอื่น เช่น คอปเปอร์เปอร์คลอเรต โดยตัวเร่งปฏิกิริยาของสารประกอบเชิงซ้อนที่สังเคราะห์ได้สามารถนำไปศึกษาสมบัติเชิงเคมีไฟฟ้าและทดสอบประสิทธิภาพในการรีดิวซ์คาร์บอนไดออกไซด์ได้ต่อไป