Um mecanismo de captura e liberação para oxidação eficiente de substratos orgânicos aromáticos hidrofóbicos em água
Crédito:Catálise ACS (2024). DOI:10.1021/acscatal.3c05118 A funcionalização oxidativa de compostos hidrofóbicos é uma importante área de pesquisa na perspectiva da utilização eficaz dos recursos naturais e do tratamento e reutilização de substâncias perigosas. Contudo, um método que possa facilitar tais reações não foi bem estabelecido.
Para resolver este problema, a equipe de pesquisa da Universidade de Tsukuba desenvolveu um mecanismo de “captura e liberação” para oxidar o metano para obter metanol usando um complexo de ferro com um ambiente hidrofóbico próximo ao metal central como catalisador. Usando este catalisador, a equipe oxidou seletiva e eficientemente substratos orgânicos aromáticos hidrofóbicos em um meio aquoso sob condições amenas. O estudo foi publicado em ACS Catalysis .
Nesta reação, os substratos orgânicos aromáticos hidrofóbicos são reconhecidos seletivamente e aprisionados no ambiente hidrofóbico dos complexos de ferro na água e os produtos oxidados hidrofílicos formados após a oxidação são liberados na água. Com base neste mecanismo, eles oxidaram seletivamente substratos aromáticos hidrofóbicos sob condições suaves de 50°C em um sistema bifásico de solução aquosa e substratos orgânicos utilizando o complexo de ferro.
Para a oxidação do benzeno, entre outros, o número de rotatividade da reação cataítica envolvida excedeu 30.000 em 3 horas e foi alcançada 100% de seletividade ao fenol. Além disso, foram realizadas a oxidação seletiva de dois elétrons do antraceno e a oxidação de dois elétrons apenas de compostos aromáticos de misturas de compostos alifáticos e aromáticos, o que anteriormente era um desafio.
Isto foi conseguido utilizando um mecanismo de “reconhecimento e libertação”, que representa um avanço adicional no mecanismo de captura e libertação relatado anteriormente. Espera-se que este mecanismo de reconhecimento e liberação seja uma base importante para a transformação química altamente eficiente e seletiva de substratos orgânicos aromáticos hidrofóbicos em água.
Mais informações: Hiroto Fujisaki et al, Oxidação seletiva de hidrocarbonetos por catalisadores de ferro molecular com base no reconhecimento molecular por meio da interação π – π em meio aquoso, Catálise ACS (2024). DOI:10.1021/acscatal.3c05118 Informações do diário: Catálise ACS
