Chemiker schaffen Rahmenbedingungen für die Oxidation von Kohlenwasserstoffen

Chemiker der RUDN University haben neue kupferhaltige Metallasilsesquioxan-Gerüste entwickelt. Einige von ihnen haben sich als wirksame Katalysatoren für die Oxidation von Kohlenwasserstoffen erwiesen. Die Ergebnisse werden in veröffentlicht Moleküle.

Silsesquioxane sind eine große Gruppe von Organosiliciumverbindungen. Sie bestehen aus einem Silizium- und Sauerstoffgerüst, wobei das Siliziumatom einen organischen Substituenten enthält. Silsesquioxane können Metalle binden, um die Rolle von Liganden zu spielen, und metallhaltige Derivate von Silsesquioxanen werden in der industriellen Chemie zur Katalyse verwendet. Insbesondere Komplexe von Silsesquioxanen mit Metallen katalysieren die Oxidation von Kohlenwasserstoffen.

In der neuen Studie schuf ein Chemiker der RUDN-Universität eine Reihe neuer Silsesquioxan-Komplexe mit Kupfer und zusätzlichen organischen Liganden, 8-Hydroxychinolinen. Einige von ihnen erwiesen sich als wirksame Katalysatoren.

„Silsesquioxan-Verbindungen sind eine Art Brücke zwischen Organik und Anorganik. Sie bestehen aus einer rein anorganischen Hauptkette aus Silizium und Sauerstoff; Substituenten am Siliziumatom sind für die organische Komponente verantwortlich. Silsesquioxane werden oft als einzigartige molekulare Modelle für Oberflächenstudien und betrachtet für die Katalyse. Die strukturellen Merkmale von Silsesquioxanen werden verwendet, um organisch-anorganische Materialien herzustellen. Ein weiteres wichtiges Merkmal von ihnen ist die Rolle von Liganden für Metallkomplexe“, sagte Alexey Bilyachenko, Doktor der Naturwissenschaften in Chemie, leitender Forscher des Joint Research Institute of Chemistry , RUDN-Universität.

„Gleichzeitig können Silsesquioxane in der Zusammensetzung von Metallkomplexen mit zusätzlichen organischen Liganden kombiniert werden. Überraschenderweise wurden die Liganden der sehr beliebten 8-Hydroxychinolin-Familie nie zum Design von Metallosilsesquioxan-Komplexen verwendet. Wir haben die Synthese der ersten derartigen Verbindungen untersucht , untersuchten ihre molekularen und supramolekularen Strukturen und bewerteten auch die Eigenschaften neuer Verbindungen bei der Oxidation von Kohlenwasserstoffen.

Chemiker synthetisierten eine Familie von 11 Verbindungen. Alle haben eine ähnliche Struktur, ein dreidimensionales „Skelett“ mit zwei Silsesquioxan- und zwei 8-Hydroxychinolin-Liganden, die Kupfer- und Alkalimetallatome (Lithium, Natrium oder Kalium) koordinieren. Die Synthese erfolgt im Selbstorganisationsfluss, wenn einfache Reagenzien in eine komplexe Struktur umgewandelt werden. Chemiker der RUDN University beschrieben im Detail die Struktur neuer Verbindungen und testeten dann ihre katalytischen Fähigkeiten am Beispiel der Kohlenwasserstoffoxidation.

Eine der erhaltenen Verbindungen erwies sich als wirksamer Katalysator bei der Oxidation von Kohlenwasserstoffen und Alkoholen mit Wasserstoffperoxid. Chemiker kamen zu dem Schluss, dass der Schlüsselmechanismus bei der Oxidation radikalisch ist und Hydroxylfragmente umfasst.

„Wir haben die ersten Beispiele von Drahtgitter-Metallosilsesquioxanen mit 8-Hydroxychinolin-Liganden unter Verwendung einer bequemen Selbstorganisationsmethode gezeigt. Eines der Gerüste zeigte eine hohe katalytische Aktivität bei der Oxidation von Kohlenwasserstoffen und Alkoholen. Wir kamen zu dem Schluss, dass die Oxidation unter Beteiligung von abläuft freie Hydroxylradikale“, sagte Alexey Bilyachenko, Doktor der Naturwissenschaften in Chemie, leitender Forscher des Joint Research Institute of Chemistry, RUDN University.