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Reduction of Alkenes: Asymmetric Catalytic Hydrogenation02:17

Reduction of Alkenes: Asymmetric Catalytic Hydrogenation

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Catalytic hydrogenation of alkenes is a transition-metal catalyzed reduction of the double bond using molecular hydrogen to give alkanes. The mode of hydrogen addition follows syn stereochemistry.
The metal catalyst used can be either heterogeneous or homogeneous. When hydrogenation of an alkene generates a chiral center, a pair of enantiomeric products is expected to form. However, an enantiomeric excess of one of the products can be facilitated using an enantioselective reaction or an...
3.4K
Catalysis02:50

Catalysis

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The presence of a catalyst affects the rate of a chemical reaction. A catalyst is a substance that can increase the reaction rate without being consumed during the process. A basic comprehension of a catalysts’ role during chemical reactions can be understood from the concept of reaction mechanisms and energy diagrams.
27.2K
Reduction of Alkenes: Catalytic Hydrogenation02:13

Reduction of Alkenes: Catalytic Hydrogenation

12.3K
Alkenes undergo reduction by the addition of molecular hydrogen to give alkanes. Because the process generally occurs in the presence of a transition-metal catalyst, the reaction is called catalytic hydrogenation.
Metals like palladium, platinum, and nickel are commonly used in their solid forms — fine powder on an inert surface. As these catalysts remain insoluble in the reaction mixture, they are referred to as heterogeneous catalysts.
The hydrogenation process takes place on the...
12.3K
Reduction of Alkynes to cis-Alkenes: Catalytic Hydrogenation02:24

Reduction of Alkynes to cis-Alkenes: Catalytic Hydrogenation

7.9K
Introduction
Like alkenes, alkynes can be reduced to alkanes in the presence of transition metal catalysts such as Pt, Pd, or Ni. The reaction involves two sequential syn additions of hydrogen via a cis-alkene intermediate.
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Liang Cao1, Tim Mueller2

  • 1Institute of Catalysis, Department of Chemistry, Zhejiang University, Hangzhou, Zhejiang 310058, P. R. China.

Journal of the American Chemical Society
|March 27, 2023
PubMed
Resumen
Este resumen es generado por máquina.

Diseñar catalizadores de nanopartículas de aleación es ahora más racional. Desarrollamos un método para mapear la actividad catalítica, optimizando los catalizadores de platino-níquel para la reacción de reducción de oxígeno (ORR) ajustando el tamaño y la composición.

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Published on: June 24, 2022

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Área de la Ciencia:

  • Ciencias de los materiales
  • Catálisis
  • Química computacional

Sus antecedentes:

  • El diseño racional de catalizadores de nanopartículas de aleación requiere modelos predictivos para la actividad.
  • Comprender la influencia del tamaño, la composición y la estructura atómica en el rendimiento catalítico es crucial.

Objetivo del estudio:

  • Desarrollar un enfoque computacional para generar mapas de actividad catalítica de nanopartículas de aleación.
  • Predecir las estructuras y composiciones óptimas de nanopartículas de aleación para reacciones catalíticas específicas.

Principales métodos:

  • Utilizó una expansión de clúster cuaternario para predecir las energías de unión de adsorbentes en nanopartículas de aleación.
  • Incorporación de la expansión de clúster en las simulaciones cinéticas de Monte Carlo para predecir las estructuras de nanopartículas y las frecuencias de rotación.
  • Se aplicó el enfoque a los catalizadores de nanopartículas octaédricas Pt-Ni para la reacción de reducción de oxígeno (ORR).

Principales resultados:

  • Desarrolló un método para mapear la actividad catalítica basada en el tamaño y la composición de las nanopartículas.
  • Actividad específica óptima prevista para ORR en composiciones Pt-Ni de Pt0,85Ni0,15 y longitudes de borde > 5,5 nm.
  • Actividad de masa óptima prevista para ORR en composiciones Pt-Ni de Pt0,8Ni0,2 y longitudes de borde de 3,3-3,8 nm.

Conclusiones:

  • El enfoque desarrollado permite el diseño racional de catalizadores de nanopartículas de aleación.
  • Los mapas de actividad catalítica proporcionan información valiosa para optimizar los catalizadores de nanopartículas para reacciones como ORR.