Explicación de la incorporación de oxígeno derivado del agua disolvente en los productos oxigenados de la reducción...

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Catálisis
• Química orgánica

Sus antecedentes:

• La catálisis del cobre (Cu) es crucial para la reducción electroquímica del monóxido de carbono (CO) y el dióxido de carbono (CO2) a productos multicarbónicos.
• Experimentos recientes de isótopos desafían los mecanismos existentes al sugerir que el oxígeno en los alcoholes multicarbónicos se deriva del agua disolvente.
• Esto desafía las vías propuestas para la síntesis de alcohol multicarbónico sobre Cu.

Objetivo del estudio:

• Reevaluar los mecanismos propuestos para la formación de alcohol multicarbónico durante la electrorreducción de CO/CO2 sobre Cu.
• Investigar el papel del etiquetado isotópico en la comprensión de las vías de reacción.
• Para conciliar las observaciones experimentales con las predicciones teóricas.

Principales métodos:

• Experimentos de rastreo de isótopos para rastrear los orígenes de los átomos de oxígeno.
• Reducción electroquímica del CO y del CO2 por electrodos de cobre.
• Cálculos teóricos para modelar los intermedios de reacción y los estados de transición.

Principales resultados:

• Los experimentos con isótopos indican que el oxígeno en los alcoholes multicarbónicos se origina en el agua disolvente.
• Esta observación sugiere que es necesaria una nueva evaluación de los mecanismos de reacción propuestos.
• Los estudios teóricos y experimentales apoyan la existencia de productos intermedios que contienen carbonilo como el acetaldehído.
• Se apoya teóricamente la hidratación reversible de estos productos intermedios de carbonilo cerca de la superficie de Cu.

Conclusiones:

• El origen del oxígeno en los alcoholes multicarbónicos del agua es probablemente debido a la mezcla isotópica con el acetaldehído intermedio.
• Esta mezcla se produce a través de la hidratación reversible de las especies de carbonilo cerca de la superficie de Cu.
• Los mecanismos existentes para la formación de alcohol multicarbónico sobre el Cu requieren una revisión basada en estos hallazgos.