science >> Wetenschap >  >> Chemie

Metaalhydriden met verbeterde stabiliteit in water

Figuur toont de "basische" en "zure" metaalhydrideroutes voor de ketonreductiereactie. Alternatieve reactieroutes voor bekende reacties dragen bij aan het begrip van katalytische systemen, maar bieden ook de kans om toegang te krijgen tot nieuwe reactiepaden. Krediet:Nationale Universiteit van Singapore

NUS-chemici hebben nieuwe reactieroutes ontdekt met behulp van "zure" metaalhydriden om toegang te krijgen tot industrieel belangrijke chemische complexen.

Metaalhydriden zijn verbindingen met de metaalatomen gebonden aan waterstofatomen, en zijn belangrijk voor verschillende katalytische en synthetische reacties. Mechanismen voor de reactieroutes die gebruik maken van traditionele "basis" metaalhydriden zijn goed bekend. Echter, hun "basis" metaal-waterstofbinding polariteit zorgt ervoor dat ze heftig reageren met water, vaak op een onomkeerbare manier. Dit is ongewenst voor veel industriële chemische reacties die worden uitgevoerd in waterige oplossingen, of onder "natte" atmosferische omstandigheden, aangezien een aanzienlijk deel van de metaalhydridekatalysator zal reageren met watermoleculen in plaats van met de beoogde reactanten. Deze beperking beperkt het gebruik van metaalhydriden in veel industriële processen. Prof Rowan YOUNG en zijn onderzoeksteam van de afdeling Chemie, NUS heeft nieuwe "zure" metaalhydriden ontwikkeld met een omgekeerde metaal-waterstofbindingspolariteit waardoor ze stabieler zijn in de aanwezigheid van water. Deze belangrijke prestatie heeft wegen geopend voor nieuwe synthetische routes die niet gemakkelijk toegankelijk zijn via conventionele metaalhydriden.

Bijvoorbeeld, met behulp van de nieuw ontwikkelde "zure" metaalhydriden, de onderzoeksgroep ontdekte reactieroutes naar belangrijke organometallische "tang" ligandraamwerken. Deze "tang"-complexen zijn van fundamenteel belang voor moderne katalyse en zijn een opkomende klasse van metaalcomplexen die zeer succesvol zijn geweest in het bevorderen van moeilijke bindingsactiveringen en unieke katalytische reacties, maar zijn vaak moeilijk toegankelijk via traditionele synthetische methoden.

De Young-groep maakte ook gebruik van de "zure" metaalhydriden om alternatieve reactieroutes (naar eerder begrepen mechanismen) voor de hydrogenering van ketonen in kaart te brengen. De hydrogenering van ketonen is een belangrijke industriële reactie die door veel chemische bedrijven op grote schaal over de hele wereld wordt uitgevoerd.

Foto waarop het onderzoeksteam chemische experimenten uitvoert met zuurkasten in het laboratorium. Krediet:Nationale Universiteit van Singapore