Kovinsko-organski katalizator za aktivacijo vezi C-H
Ljubljana, 16. april 2020 - Aktivacija C–H vezi s kovinskimi katalizatorji je v zadnjem desetletju vzbudila veliko zanimanja, saj ponuja možnost učinkovite priprave kompleksnih organskih spojin. Ena najzanimivejših reakcij, ki potekajo preko aktivacije vezi C–H, je oksidativna alkenilacija arenov, ki omogoča pripravo aromatskih spojin s pripetimi vinilnimi skupinami. Takšne spojine so zelo pogoste med farmacevtskimi spojinami, spojinami, ki se uporabljajo v kmetijstvu, in nasploh med kemikalijami.
V opisanem delu so avtorji razvili nov katalizator za heterogeno katalizo z izoliranimi katalitskimi mesti. Katalizator združuje odlične katalitske lastnosti načrtovanih organo-kovinskih kompleksov in enostavno recikliranje trdnih katalizatorjev. Katalizator temelji na poroznem kovinsko-organskem materialu MOF-808 ([Zr6(μ3-O)4(μ3–OH)4(btc)2(CH3COO)6]; btc3– = 1,3,5-benzenetrikarboksilat), funkcionaliziranem s tetrahidrotiofen-2,5-dikarboksilnimi ligandi, ki učinkovito stabilizirajo katalitske centre Pd(II). Votline kovinsko-organskega MOF-808 z notranjim premerom 18.4 Å so dovolj velike, da kljub dodanim ligandom in paladijevim centrom difuzija reaktantov in produktov ni motena. Visoko oksidacijsko stanje Zr(IV) centrov zagotavlja, da so vezi med okso-cirkonijevimi gručami in karboksilnimi skupinami ligandov močne, zaradi česar je ta funkcionaliziran MOF kemijsko in termično stabilen.
Novo razviti katalizator ima trikrat višjo učinkovitost oksidacije arenov kot standardni Pd(OAc)2, kar ga uvršča med najučinkovitejše katalizatorje za heterogeno katalizo neusmerjene oksidacijske alkenilacije arenov. Katalizator je učinkovit pri alkenilaciji širokega obsega arenov, bogatih z elektroni.
Avtorji so praktično uporabnost novega katalizatorja demonstrirali s pripravo gramskih količin več industrijsko pomembnih kemikalij. Zgradbo novega katalizatorja sta, s pomočjo jedrske magnetne resonance v trdnem, zelo podrobno raziskala Andraž Krajnc in Gregor Mali, sodelavca Odseka za anorgansko kemijo in tehnologijo Kemijskega inštituta.
Povezava do članka: pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acscatal.0c00801
Za več informacij kontaktirajte: andraz.krajnc[at]ki.si