ロジウム・レニウム触媒の二機能的表面部位上のポリオールとサイクルエーサの選択的水解
Mei Chia1, Yomaira J Pagán-Torres, David Hibbitts
1Department of Chemical and Biological Engineering, University of Wisconsin-Madison, 1415 Engineering Drive, Madison, Wisconsin 53706, United States.
炭素 (Rh/C) 上のロジウムを酸化レニウムで促進した新しい触媒は,周期性エーテルとポリオールのC-O結合を選択的に分解する. この二機能触媒は,環開きのための酸部位と,バイオマス変換に不可欠な水素化のための金属部位を使用します.
科学分野:
- 異質なカタリシスである.
- バイオマス変換によるバイオマス変換
- オーガニック・ケミストリー オーガニック・ケミストリー
背景:
- バイオマスの原料は,再発性C−O結合を持つサイクルエーテルとポリオールを含んでいる.
- これらのC-O結合の選択的水解は,バイオマスの価値を高めるために不可欠です.
- C-O債券の分割のための効率的で選択的な触媒の開発は,依然として課題です.
研究 の 目的:
- バイオマス由来化合物の二次C-O結合の水素分解のための選択的触媒を開発する.
- 酸と金属のサイトを伴う二機能メカニズムを解明する.
- 炭素触媒におけるロジウムにおける酸化レニウムの促進の役割を理解するために.
主な方法:
- ReO(x) 促進Rh/C触媒の合成と特徴づけ.
- 酸性サイトを定量化するために,アンモニアの温度プログラムデソルプション (NH 3 TPD) を行います.
- 反応機構を調査するための密度関数理論 (DFT) 計算.
- サイクルエーテルとポリオールの水解における触媒の選択性を試験する.
主要な成果:
- ReO(x) 促進されたRh/C触媒は,二次C-O結合の水解に高い選択性を示した.
- NH(3) TPDは,40μmol g(-1) の密度を持つ表面酸性部位の存在を確認しました.
- DFTの計算によると,レニウムの酸性ヒドロキシル基は,カルベニウムイオン中間体によるC-O結合の活性化を促進する.
結論:
- 触媒は,酸触媒によるリング開き/脱水と金属触媒による水素化を組み合わせた二機能メカニズムで動作します.
- 酸化レニウムの促進は,Rh/C触媒の活性とC-O水解の選択性を高めます.
- この研究は,バイオマス価値を高めるための新しい二機能触媒の設計のための機械的洞察を提供します.
さらに関連する動画
10:52Line Shape Analysis of Dynamic NMR Spectra for Characterizing Coordination Sphere Rearrangements at a Chiral Rhenium Polyhydride Complex
Published on: July 27, 2022
10:39Heterogeneous Removal of Water-Soluble Ruthenium Olefin Metathesis Catalyst from Aqueous Media Via Host-Guest Interaction
Published on: August 23, 2018
関連する概念動画
Reduction of Alkenes: Asymmetric Catalytic Hydrogenation
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...
Reduction of Alkynes to cis-Alkenes: Catalytic Hydrogenation
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.
Regioselectivity and Stereochemistry of Hydroboration
Hydroboration proceeds in a concerted fashion with the attack of borane on the π bond, giving a cyclic four-centered transition state. The –BH2 group is bonded to the less substituted carbon and –H to the more substituted carbon. The concerted nature requires the simultaneous addition of –H and –BH2 across the same face of the alkene giving syn stereochemistry.
Reduction of Alkenes: 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 surface of...
Heterogeneous Catalysis
Hydroboration-Oxidation of Alkenes
