硫醇-4-氨基硫酚(ATP)和4-硝基硫酚(NTP)的转化被认为是等离子体诱导催化的标准反应之一,因此已经成为众多研究的主题。目前,主要讨论了两条反应途径:一条是原料发生二聚反应生成4,4‘-二硫代偶氮苯(DMAB),另一条是在盐酸溶液中将NTP还原为三磷酸腺苷。
在这项实验和理论相结合的研究中,莱布尼茨光子技术研究所Volker Deckert通过仔细控制酸性溶液和蒸气中的反应条件,解开了涉及到的等离子体介导的反应机理。
文章要点
1)由于NTP/ATP样品不同的表面增强拉曼散射(SERS)光谱和在酸性溶液中的谱带漂移(通常归因于水),研究人员在纯气体条件下进行了额外的实验。在这种酸性蒸气条件下,拉曼数据强烈地表明,形成了一种迄今未被实验鉴定的稳定化合物。
2)等离激元混合体系的计算模型,即考虑到两个反应路径中被检测到的关键中间体涉及的电子跃迁的波长依赖性,证实了新化合物4-亚硝基苯酚(TP*)的实验发现。
3)通过时间相关的SERS测量跟踪反应动力学,能够在基于二聚体和基于单体的途径之间建立联系,并在不同的环境条件下建议可能的反应路线。因此,在分子水平上提供了关于潜在反应机理的热力学方面的见解,补充了光谱结果。
参考文献
Xiaobin Yao, et al, Mechanism of Plasmon-Induced Catalysis of Thiolates and the Impact of Reaction Conditions, J. Am. Chem. Soc., 2024
DOI: 10.1021/jacs.3c09309
https://doi.org/10.1021/jacs.3c09309