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metátesis de alcanos

La metátesis de alcanos es un tipo de reacción química en la que un alcano se reorganiza para dar lugar a un alcano más largo o más corto. Es similar a la metátesis de olefinas ...

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La metátesis de alcanos es un tipo de reacción química en la que un alcano se reorganiza para dar lugar a un alcano más largo o más corto. Es similar a la metátesis de olefinas , con la diferencia de que esta última rompe y recrea un doble enlace carbono-carbono, mientras que la metátesis de alcanos actúa sobre un enlace simple carbono-carbono.

Ejemplos y catalizadores

La metátesis de alcanos es catalizada por compuestos o complejos que contienen metales. Una clase de estos sistemas catalíticos, descubierta y desarrollada por el grupo de Jean-Marie Basset , comprende hidruro de tantalio soportado sobre sílice (SiO₂ ) TaH a temperaturas de 25 °C a 200 °C. Estos sistemas catalizan la conversión de etano para dar metano , propano y trazas de butano . [ 1 ] También puede tener lugar la metátesis cruzada ; por ejemplo, el metano y el propano pueden reaccionar para dar dos moléculas de etano. El etano reacciona con tolueno para dar etilbenceno y xileno . La reacción involucra intermedios de metalociclobutano, al igual que en la metátesis de olefinas . [ 2 ]

También se han desarrollado sistemas de doble catalizador eficaces para la metátesis de alcanos superiores. Estos sistemas se basan en la operación en tándem de dos catalizadores: uno para la deshidrogenación por transferencia y otro para la metátesis de olefinas.

Burnett y Hughes informaron sobre un sistema heterogéneo que consiste en Pt sobre alúmina mezclado con óxido de W sobre sílice. [ 3 ] Brookhart y Goldman informaron sobre sistemas basados ​​en catalizadores de deshidrogenación de iridio tipo pinza y catalizadores de metátesis de olefinas basados ​​en Mo de tipo " Schrock " . [ 4 ] Debido a que los catalizadores basados ​​en iridio muestran selectividad por los extremos de los n-alcanos, estos sistemas tienen la capacidad única de efectuar la metátesis de alcanos con cierta selectividad por el peso molecular del producto. Así, por ejemplo, el n-hexano puede convertirse en etano y n-decano como productos principales.

Numerous applications for alkane metathesis involving petrochemicals and fuels can be envisaged. For example, the conversion of n-hexane to n-decane and ethane has been proposed for the purpose of improving the overall yield of diesel grade n-alkane (C9H20 to C19H40) from Fischer–Tropsch reactors, which convert syngas to a broad range of n-alkanes.

Scott, Goldman and Brookhart have reported the metathesis of cycloalkanes with the pincer-Ir/Mo system. Cyclooctane (cyclo-C8H16), for example is converted to a mixture of cyclohexadecane (cyclo-C16H32) and higher rings as well as polymers.[5]

See also

References

  1. ↑Vidal, V.; Theolier, A.; Thivolle-Cazat, J.; Basset, J. M. (1997). "Metathesis of Alkanes Catalyzed by Silica-Supported Transition Metal Hydrides". Science. 276 (5309): 99–102. doi:10.1126/science.276.5309.99. PMID 9082995.
  2. ↑Basset, Jean Marie; Copéret, Christophe; Lefort, Laurent; Maunders, Barry M.; Maury, Olivier; Le Roux, Erwan; Saggio, Guillaume; Soignier, Sophie; Soulivong, Daravong; Sunley, Glenn J.; Taoufik, Mostafa; Thivolle-Cazat, Jean (2005). "Primary Products and Mechanistic Considerations in Alkane Metathesis". Journal of the American Chemical Society. 127 (24): 8604–8605. Bibcode:2005JAChS.127.8604B. doi:10.1021/ja051679f. PMID 15954760.
  3. ↑Burnett, Robert L.; Hughes, Thomas R. (1973). "Mechanism and poisoning of the molecular redistribution reaction of alkanes with a dual-functional catalyst system". Journal of Catalysis. 31: 55–64. doi:10.1016/0021-9517(73)90270-4.
  4. ↑Goldman, A. S.; Roy, A. H.; Huang, Z.; Ahuja, R.; Schinski, W.; Brookhart, M. (2006). "Catalytic Alkane Metathesis by Tandem Alkane Dehydrogenation-Olefin Metathesis". Science. 312 (5771): 257–261. Bibcode:2006Sci...312..257G. doi:10.1126/science.1123787. PMID 16614220.
  5. ↑ Ahuja, Ritu; Kundu, Sabuj; Goldman, Alan S.; Brookhart, Maurice; Vicente, Brian C.; Scott, Susannah L. (2008). "Expansión, contracción y polimerización por metátesis catalíticas de cicloalcanos". Chemical Communications (2): 253–255 . doi : 10.1039/B712197K . PMID 18092104 .