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Chimiluminescence du peroxyoxalate

1960
  • Michael M. Rauhut
Installation de laboratoire pour la réaction de chimiluminescence du peroxyoxalate en chimie organique.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

Il s'agit de la processus chimique responsable de la lumière émise par les bâtons lumineux. Ce procédé implique la réaction d'un ester d'oxalate de diaryle (comme l'oxalate de diphényle) avec du peroxyde d'hydrogène en présence d'un colorant fluorescent (fluorophore). La réaction produit un haute énergie Un intermédiaire chimique transfère ensuite son énergie à la molécule de colorant. Cette dernière, excitée, se désactive alors en émettant un photon d'une couleur spécifique.

The peroxyoxalate reaction is one of the most efficient non-biological chemiluminescent processes known, with quantum yields reaching up to 23%. The mechanism is complex but is believed to involve the formation of a highly unstable, high-energy intermediate, often proposed to be 1,2-dioxetanedione ([latex]C_2O_4[/latex]). This intermediate is generated from the reaction between the oxalate ester and hydrogen peroxide. The key step is the chemically initiated electron exchange luminescence (CIEEL). The unstable intermediate transfers an electron to the nearby fluorophore, causing the intermediate to fragment (into two molecules of [latex]CO_2[/latex]) and the fluorophore to become a radical cation. An immediate back-electron transfer from the fragmented intermediate to the fluorophore radical cation generates the fluorophore in an electronically excited state. This excited fluorophore then emits light. The color of the light is determined entirely by the choice of fluorophore (e.g., 9,10-diphenylanthracene for blue, rhodamine B for red), not by the primary oxalate reaction. This allows for the production of a wide spectrum of colors simply by changing the dye additive.

UNESCO Nomenclature: 2203
- Chimie organique

Taper

Procédé chimique

Perturbation

Substantiel

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • synthèse d'esters d'oxalate
  • découverte et compréhension de la fluorescence et des fluorophores
  • recherche sur les mécanismes réactionnels impliquant des intermédiaires à haute énergie
  • développement de la chimie industrielle pour un emballage sûr des produits chimiques réactifs

Applications

  • éclairage de secours (bâtons lumineux)
  • applications militaires pour le marquage et l'éclairage
  • usages récréatifs (fêtes, concerts)
  • leurres de pêche en haute mer
  • techniques de chimie analytique

Brevets:

  • US3597362

Idées d'innovations potentielles

  • marqueurs chimioluminescents de longue durée pour l'inspection des infrastructures dans des environnements sombres
  • tube médical auto-éclairant pour une meilleure visibilité pendant la chirurgie
  • bâtons lumineux biodégradables pour un impact environnemental réduit
  • films chimioluminescents qui s'activent sous l'effet d'une contrainte mécanique pour indiquer la fatigue du matériau
  • bâtons lumineux multicolores à motifs changeants contrôlés par initiation de réaction séquentielle
  • signalisation d'urgence qui s'active automatiquement en cas de panne de courant
  • fils chimioluminescents tissés dans des vêtements de sécurité
  • produits alimentaires contenant des composants comestibles et brillants pour la nouveauté (par exemple, glaçage de gâteau)
  • mousses chimioluminescentes pulvérisables pour le marquage des opérations de recherche et de sauvetage
  • bâtons lumineux sensibles à la température dont la couleur ou l'intensité change avec la température ambiante
Related to: peroxyoxalate, chimiluminescence, glow stick, light stick, diphenyl oxalate, hydrogen peroxide, fluorophore, CIEEL, 1,2-dioxetanedione, quantum yield.

Contexte historique

Chimiluminescence du peroxyoxalate

1960
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1960-05-16
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1960
1960
1961

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

10e année anniversaire

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