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Cyclic Peroxidic Carbon Dioxide Dimer Fuels Peroxyoxalate Chemiluminescence.
da Silva, Sandra M; Lang, André P; Dos Santos, Ana Paula F; Cabello, Maidileyvis C; Ciscato, Luiz Francisco M L; Bartoloni, Fernando H; Bastos, Erick L; Baader, Wilhelm J.
Afiliação
  • da Silva SM; Departamento de Química Fundamental, Instituto de Química, Universidade de São Paulo, Av. Prof. Lineu Prestes, 748, 05508-000 São Paulo, SP, Brazil.
  • Lang AP; Departamento de Química Fundamental, Instituto de Química, Universidade de São Paulo, Av. Prof. Lineu Prestes, 748, 05508-000 São Paulo, SP, Brazil.
  • Dos Santos APF; Departamento de Química Fundamental, Instituto de Química, Universidade de São Paulo, Av. Prof. Lineu Prestes, 748, 05508-000 São Paulo, SP, Brazil.
  • Cabello MC; Departamento de Química Fundamental, Instituto de Química, Universidade de São Paulo, Av. Prof. Lineu Prestes, 748, 05508-000 São Paulo, SP, Brazil.
  • Ciscato LFML; Departamento de Química Fundamental, Instituto de Química, Universidade de São Paulo, Av. Prof. Lineu Prestes, 748, 05508-000 São Paulo, SP, Brazil.
  • Bartoloni FH; Centro de Ciências Naturais e Humanas, Universidade Federal do ABC, Santo André, SP, Brazil.
  • Bastos EL; Departamento de Química Fundamental, Instituto de Química, Universidade de São Paulo, Av. Prof. Lineu Prestes, 748, 05508-000 São Paulo, SP, Brazil.
  • Baader WJ; Departamento de Química Fundamental, Instituto de Química, Universidade de São Paulo, Av. Prof. Lineu Prestes, 748, 05508-000 São Paulo, SP, Brazil.
J Org Chem ; 86(17): 11434-11441, 2021 Sep 03.
Article em En | MEDLINE | ID: mdl-34420296
ABSTRACT
Peroxyoxalate chemiluminescence is used in self-contained light sources, such as glow sticks, where oxidation of aromatic oxalate esters produces a high-energy intermediate (HEI) that excites fluorescence dyes via electron transfer chemistry, mimicking bioluminescence for efficient chemical energy-to-light conversion. The identity of the HEI and reasons for the efficiency of the peroxyoxalate reaction remain elusive. We present here unequivocal proof that the HEI of the peroxyoxalate system is a cyclic peroxidic carbon dioxide dimer, namely, 1,2-dioxetanedione. Oxalic peracids bearing a substituted phenyl group were unable to directly excite fluorescent dyes; hence, they could be ruled out as the HEI. However, base-catalyzed cyclization of these species results in bright chemiluminescence, with decay rates and chemiexcitation quantum yields that are influenced by the electronic phenylic substituent properties. Hammett (ρ = +2.2 ± 0.1) and Brønsted (ß = -1.1 ± 0.1) constants for the cyclization step preceding chemiexcitation imply that the loss of the phenolate-leaving group and intramolecular nucleophilic attack of the percarboxylate anion occur in a concerted manner, generating 1,2-dioxetanedione as the unique outcome. The presence of better leaving groups influences the reaction mechanism, favoring the chemiluminescent reaction pathway over the nonemissive formation of aryl-1,2-dioxetanones.

Texto completo: 1 Base de dados: MEDLINE Idioma: En Ano de publicação: 2021 Tipo de documento: Article País de afiliação: Brasil

Texto completo: 1 Base de dados: MEDLINE Idioma: En Ano de publicação: 2021 Tipo de documento: Article País de afiliação: Brasil