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Peroxyoxalat-Chemilumineszenz

1960
  • Michael M. Rauhut
Laboraufbau für die Peroxyoxalat-Chemilumineszenz-Reaktion in der organischen Chemie.

(Abbildung dient nur zur Veranschaulichung)

Dies ist die chemischer Prozess verantwortlich für das Leuchten in Leuchtstäben. Es beinhaltet die Reaktion eines Diaryl-Oxalat-Esters (wie Diphenyloxalat) mit Wasserstoffperoxid in Gegenwart eines fluoreszierenden Farbstoffs (Fluorophor). Die Reaktion erzeugt ein hochenergetisch Ein chemisches Zwischenprodukt überträgt seine Energie auf das Farbstoffmolekül. Das angeregte Farbstoffmolekül entspannt sich daraufhin und emittiert ein Photon einer bestimmten Farbe.

Die Peroxyoxalat-Reaktion ist einer der effizientesten bekannten nicht-biologischen Chemilumineszenzprozesse mit Quantenausbeuten von bis zu 23%. Der Mechanismus ist komplex, aber es wird angenommen, dass dabei ein hochinstabiles, hochenergetisches Zwischenprodukt entsteht, bei dem es sich häufig um 1,2-Dioxetandion ([latex]C_2O_4[/latex]) handelt. Dieses Zwischenprodukt entsteht aus der Reaktion zwischen dem Oxalatester und Wasserstoffperoxid. Der entscheidende Schritt ist die chemisch initiierte Elektronenaustauschlumineszenz (CIEEL). Das instabile Zwischenprodukt überträgt ein Elektron auf das nahegelegene Fluorophor, wodurch das Zwischenprodukt fragmentiert (in zwei Moleküle von [latex]CO_2[/latex]) und das Fluorophor zu einem Radikalkation wird. Ein sofortiger Rückübertragungsprozess von Elektronen vom fragmentierten Zwischenprodukt zum Fluorophor-Radikalkation erzeugt das Fluorophor in einem elektronisch angeregten Zustand. Dieses angeregte Fluorophor emittiert dann Licht. Die Farbe des Lichts wird vollständig durch die Wahl des Fluorophors bestimmt (z. B. 9,10-Diphenylanthracen für Blau, Rhodamin B für Rot) und nicht durch die primäre Oxalat-Reaktion. Dies ermöglicht die Erzeugung eines breiten Farbspektrums durch einfache Änderung des Farbstoffzusatzes.

UNESCO Nomenclature: 2203
- Organische Chemie

Typ

Chemischer Prozess

Störung

Wesentliche

Verwendung

Weitverbreitete Verwendung

Vorläufer

  • Synthese von Oxalatestern
  • Entdeckung und Verständnis von Fluoreszenz und Fluorophoren
  • Erforschung von Reaktionsmechanismen mit hochenergetischen Zwischenprodukten
  • Entwicklung industrieller Chemikalien zur sicheren Verpackung reaktiver Chemikalien

Anwendungen

  • Notbeleuchtung (Leuchtstäbe)
  • Militärische Anwendungen zur Markierung und Beleuchtung
  • Freizeitnutzungen (Partys, Konzerte)
  • Hochseefischköder
  • Techniken der analytischen Chemie

Patente:

  • US3597362

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Verwandte Begriffe: Peroxyoxalat, Chemilumineszenz, Leuchtstab, Lichtstab, Diphenyloxalat, Wasserstoffperoxid, Fluorophor, CIEEL, 1,2-Dioxetandion, Quantenausbeute.

Historischer Kontext

Peroxyoxalat-Chemilumineszenz

1960
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1960-05-16
1962

(wenn das Datum unbekannt oder nicht relevant ist, z. B. „Strömungsmechanik“, wird eine gerundete Schätzung seines bemerkenswerten Auftretens bereitgestellt)

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