Les chimistes de l’Université RUDN ont créé de nouvelles structures de métallasilsesquioxane contenant du cuivre. Certains d’entre eux se sont avérés être des catalyseurs efficaces pour l’oxydation des hydrocarbures. Les résultats sont publiés dans Molécules.
Les silsesquioxanes sont un grand groupe de composés organosiliciés. Ils sont composés d’un squelette de silicium et d’oxygène, l’atome de silicium contenant un substituant organique. Les silsesquioxanes peuvent se lier aux métaux pour jouer le rôle de ligands, et les dérivés de silsesquioxanes contenant des métaux sont utilisés en chimie industrielle pour la catalyse. En particulier, les complexes de silsesquioxanes avec des métaux catalysent l’oxydation des hydrocarbures.
Dans la nouvelle étude, un chimiste de l’Université RUDN a créé une série de nouveaux complexes de silsesquioxane avec du cuivre et des ligands organiques supplémentaires, les 8-hydroxyquinoléines. Certains d’entre eux se sont avérés être des catalyseurs efficaces.
« Les composés de silsesquioxane sont une sorte de pont entre les composés organiques et inorganiques. Ils consistent en une chaîne principale purement inorganique de silicium et d’oxygène; les substituants au niveau de l’atome de silicium sont responsables du composant organique. Les silsesquioxanes sont souvent considérés comme des modèles moléculaires uniques pour les études de surface et pour la catalyse. Les caractéristiques structurelles des silsesquioxanes sont utilisées pour créer des matériaux organiques-inorganiques. Une autre caractéristique importante d’entre eux est le rôle des ligands pour les complexes métalliques », a déclaré Alexey Bilyachenko, docteur ès sciences en chimie, chercheur principal de l’Institut commun de recherche en chimie. , Université RUDN.
« En même temps, dans la composition des complexes métalliques, les silsesquioxanes peuvent se combiner avec des ligands organiques supplémentaires. Étonnamment, les ligands de la très populaire famille des 8-hydroxyquinoléines n’ont jamais été utilisés pour concevoir des complexes de métallosilsesquioxanes. Nous avons étudié la synthèse des premiers composés de ce type. , ont étudié leurs structures moléculaires et supramoléculaires, et ont également évalué les propriétés de nouveaux composés dans l’oxydation des hydrocarbures. »
Les chimistes ont synthétisé une famille de 11 composés. Tous ont une structure similaire, un « squelette » tridimensionnel avec deux ligands silsesquioxane et deux 8-hydroxyquinoline, coordonnant des atomes de cuivre et de métaux alcalins (lithium, sodium ou potassium). La synthèse se fait par flux d’auto-assemblage, lorsque des réactifs simples sont transformés en une structure complexe. Les chimistes de l’Université RUDN ont décrit en détail la structure de nouveaux composés, puis ont testé leurs capacités catalytiques en utilisant l’exemple de l’oxydation des hydrocarbures.
L’un des composés obtenus s’est avéré être un catalyseur efficace dans l’oxydation des hydrocarbures et des alcools à l’aide de peroxyde d’hydrogène. Les chimistes ont conclu que le mécanisme clé de l’oxydation est radical, impliquant des fragments d’hydroxyle.
« Nous avons montré les premiers exemples de métallosilsesquioxanes filaires contenant des ligands 8-hydroxyquinoline en utilisant une méthode d’auto-assemblage pratique. L’un des cadres a montré une activité catalytique élevée dans l’oxydation des hydrocarbures et des alcools. Nous sommes arrivés à la conclusion que l’oxydation se déroule avec la participation de radicaux hydroxyles libres », a déclaré Alexey Bilyachenko, docteur ès sciences en chimie, chercheur principal à l’Institut commun de recherche en chimie de l’Université RUDN.
Plus d’information:
Alexey N. Bilyachenko et al, Une nouvelle famille de complexes de type cage (CuLi, CuNa, CuK)-phénylsilsesquioxane avec des ligands 8-hydroxyquinoline: synthèse, structure et activité catalytique, Molécules (2022). DOI : 10.3390/molecules27196205
Fourni par la Fondation russe pour la recherche fondamentale