Pesquisadores constroem sistema catalítico modularizado para hidrogenação de transferência
Um sistema catalítico modularizado de óxidos metálicos e COFs foi construído com sucesso para simular enzimas que podem catalisar eficientemente a hidrogenação de transferência de uma série de aldeídos saturados e insaturados com seletividade de 99%, e a atividade foi enormemente promovida em comparação com óxidos metálicos. A atividade aprimorada é atribuída às ligações de hidrogênio entre os COFs e o álcool isopropílico, que promove a desidrogenação do álcool isopropílico e a transferência de hidretos em óxidos metálicos. Crédito:Jornal Chinês de Catálise A conversão catalítica precisa de ligações químicas é um objetivo primordial na catálise. As enzimas, como biocatalisadores eficientes, são bem conhecidas por sua alta atividade catalítica, seletividade e especificidade de substrato sob condições de reação moderadas, o que pode ser atribuído à catálise sinérgica de múltiplos sítios ativos.
Inspirado no mecanismo catalítico das enzimas, o projeto racional de catalisadores com múltiplos sítios ativos para estabilizar a TS e acelerar a etapa determinante da taxa é uma estratégia promissora para alcançar alta atividade e seletividade.
No entanto, a integração de múltiplos sítios ativos em um único catalisador sem interferência durante o processo catalítico continua sendo um enorme desafio porque é difícil combinar diferentes grupos funcionais à vontade, particularmente grupos incompatíveis.
Modularidade é um método de decomposição de sistemas complicados em vários submódulos gerenciáveis, cada um dos quais é independente do outro e funciona em conjunto de uma determinada maneira. Assim, é altamente desejável construir um sistema catalítico modularizado que imite a catálise sinérgica de enzimas.
Uma equipe de pesquisa liderada pelo Prof. Qihua Yang da Universidade Normal de Zhejiang, China, relatou a construção de um sistema catalítico modularizado para hidrogenação por transferência catalítica (CTH) usando estruturas orgânicas covalentes (COFs) e Cu comercial. Cr2 O5 para simular a função de grupos de aminoácidos e os sítios ativos de enzimas, respectivamente.
Os resultados foram publicados no Chinese Journal of Catalysis .
No CTH de diferentes aldeídos com álcool isopropílico, o sistema catalítico modularizado com COFs e Cu2 Cr2 O5 demonstra atividade enormemente melhorada em comparação com Cu2 Cr2 O5 . Investigações mecanísticas e cálculos teóricos sugerem que os COFs podem interagir com o grupo hidroxila do álcool isopropílico através de ligações de hidrogênio, facilitando a desidrogenação do álcool isopropílico e promovendo a transferência de átomos de hidrogênio entre o isopropanol e os aldeídos, melhorando assim a atividade catalítica.
Além disso, o sistema catalítico modularizado pode ser substituído por diferentes submódulos.
Mais informações: Xin Liu et al, Construção de sistema catalítico modularizado para hidrogenação de transferência:efeito de promoção de ligações de hidrogênio, Chinese Journal of Catalysis (2023). DOI:10.1016/S1872-2067(23)64499-7 Fornecido pela Academia Chinesa de Ciências
