
還記得 2021年11月號新星探險報,所介紹的諾貝爾化學獎得主 MacMilllan 嗎?
這位頂尖化學家,除了以有機分子作為催化劑來進行不對稱合成反應 (organocatalysis) 的重要貢獻,獲得了諾貝爾化學獎外,他在另一個領域的成就及貢獻,亦廣為人知。
讓這位頂尖的化學家為之入迷的,便是近年來廣受矚目化學界注目的的創新領域:光致氧化還原催化 (Photoredox catalysis)。
2008年,其代表性的著作發表於 Science期刊,使用了光致氧化還原-有機小分子的雙重催化反應。其後 MacMillan 陸續在許多重量級期刊發表光致氧化還原催化的應用。
光催化領域
1967年,光催化領域以日本藤嶋昭教授的發現作為開端,在過去的十年間的發展下,在合成化學上已經成為一個重要的研究領域。近十年內,臺灣所出版的光催化相關研究發表文獻就超過千篇。然而,光催化的「合成效率」與「再現性」始終是光催化領域的一大阻礙。無論是用不同反應裝置進行同一反應,還是用同一反應裝置進行多次單一反應,情況往往錯綜複雜,難以掌握。

實驗方法的突破性發展
為了解決這個問題,MacMillan 研究團隊領先設計了一台光催化反應器。透過在反應發生的各個階段提供不同的光反應器,並且提供穩定光源來確保反應前後以及不同批次之間的一致性,解決了既往的痛點。這台光催化反應器,就是 Penn PhD M2。
Penn PhD M2 光催化反應器

這台集大成的創新儀器,能夠提高反應系統中的曝光量,有效激發系統中的光催化劑,大大提高了反應速率。研究團隊使用藥物合成中經常使用的 8 個光催化反應來進行評估這台儀器,驗證了此台儀器不但能提高反應效率,並且是一台操作簡單,具有高再現性的反應儀器。
相較於自行組裝光催化反應的實驗方法,Penn PhD M2提供了科學家一個安全,且兼具客製化調整彈性的解決方案:可自訂溫度、光源強度等反應參數,以符合不同研究者的需求。