Las reacciones de epoxidación de alqueno y evolución de oxígeno compiten por átomos de oxígeno reactivos en la...

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Ciencias de la superficie
• Síntesis orgánica

Sus antecedentes:

• La oxidación parcial de moléculas orgánicas en electrodos reactivos es crucial para la síntesis.
• Comprender el papel de las especies reactivas y espectadoras es clave para controlar las tasas de reacción y las selectividades.
• La oxidación electroquímica del agua puede generar especies reactivas de oxígeno para transformaciones orgánicas.

Objetivo del estudio:

• Investigar el mecanismo de la epoxidación del 1-hexeno utilizando especies reactivas de oxígeno generadas electroquímicamente en un electrodo de oro.
• Identificar las especies activas de oxígeno implicadas en las reacciones de epoxidación y evolución del oxígeno.
• Para aclarar las vías de competencia para la evolución de la epoxidación y el oxígeno.

Principales métodos:

• Voltametría cíclica para estudiar el inicio de la reacción y la competencia entre la epoxidación y la evolución del oxígeno.
• Espectroscopia Raman in situ para identificar las especies reactivas de oxígeno y los espectadores en la superficie del electrodo.
• Variación de las concentraciones del reactivo (1-hexeno y agua) para analizar la cinética y los mecanismos de la reacción.

Principales resultados:

• La oxidación superficial del oro (Au) precede tanto a la epoxidación del 1-hexeno (C6H12) como a la evolución del oxígeno (O2).
• Los átomos de oxígeno químicamente absorbidos (O*) se identifican como las especies reactivas primarias para la epoxidación, no como otras especies de oxígeno propuestas.
• La epoxidación y la evolución de O2 comparten pasos comunes que forman O * pero divergen, siendo la epoxidación no Faradaic y la evolución de O2 Faradaic.

Conclusiones:

• Se propone un mecanismo autoconsistente para la epoxidación de 1-hexeno con O* reactivo en electrodos de oro.
• El mecanismo destaca distintas vías para la evolución de la epoxidación (O* + C6H12) y del O2 (O* + H2O -> OOH*).
• La comprensión de estas vías de competencia permite la optimización de los procesos de oxidación parcial electroquímica.