La metátesis de alcanos es una clase de reacción química en la que un alcano se reordena para dar un producto alcano más largo o más corto. Es similar a la metátesis de olefinas , excepto que la metátesis de olefinas escinde y recrea un doble enlace carbono-carbono, pero la metátesis de alcanos opera sobre un enlace sencillo carbono-carbono.
Ejemplos y catalizadores
La metátesis de alcanos es catalizada por compuestos o complejos que contienen metales. Una de estas clases de sistemas catalizadores, descubierta y desarrollada por el grupo de Jean-Marie Basset , comprende hidruro de tantalio soportado sobre sílice (SiO 2 ) 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 que son eficaces para la metátesis de alcanos superiores. Estos sistemas se basan en la operación en tándem de dos catalizadores, uno para transferencia-deshidrogenación y otro para metátesis de olefinas.
Burnett y Hughes informaron de un sistema heterogéneo que consiste en Pt sobre alúmina mezclado con óxido W sobre sílice. [3] Brookhart y Goldman han informado de sistemas basados en catalizadores de deshidrogenación de iridio en pinza y catalizadores de metátesis de olefinas basados en Mo "tipo Schrock " . [4] Debido a que los catalizadores a base de iridio muestran selectividad por los extremos de n-alcanos, estos sistemas tienen la capacidad única de efectuar metátesis de alcanos con cierta selectividad por el peso molecular del producto. Así, por ejemplo, el n-hexano se puede convertir en etano y n-decano como productos principales.
Pueden contemplarse numerosas aplicaciones para la metátesis de alcanos que involucran petroquímicos y combustibles. Por ejemplo, se ha propuesto la conversión de n-hexano en n-decano y etano con el fin de mejorar el rendimiento general de n-alcano de grado diésel (C 9 H 20 a C 19 H 40 ) de los reactores Fischer-Tropsch , que Convierta el gas de síntesis en una amplia gama de n-alcanos.
Scott, Goldman y Brookhart han informado de la metátesis de cicloalcanos con el sistema pincer-Ir / Mo. El ciclooctano (ciclo-C 8 H 16 ), por ejemplo, se convierte en una mezcla de ciclohexadecano (ciclo-C 16 H 32 ) y anillos superiores, así como polímeros. [5]
Ver también
Referencias
- ↑ Vidal, V .; Theolier, A .; Thivolle-Cazat, J .; Basset, JM (1997). "Metátesis de alcanos catalizados por hidruros de metales de transición con soporte de sílice". Ciencia . 276 (5309): 99–102. doi : 10.1126 / science.276.5309.99 . PMID 9082995 .
- ^ 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). "Productos primarios y consideraciones mecanicistas en la metátesis de alcanos". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 127 (24): 8604–8605. doi : 10.1021 / ja051679f . PMID 15954760 .
- ^ Burnett, Robert L .; Hughes, Thomas R. (1973). "Mecanismo y envenenamiento de la reacción de redistribución molecular de alcanos con un sistema catalizador de doble función". Revista de catálisis . 31 : 55–64. doi : 10.1016 / 0021-9517 (73) 90270-4 .
- ^ Goldman, AS; Roy, AH; Huang, Z .; Ahuja, R .; Schinski, W .; Brookhart, M. (2006). "Metátesis catalítica de alcanos por metátesis de olefinas-deshidrogenación de alcanos en tándem". Ciencia . 312 (5771): 257–261. Código Bibliográfico : 2006Sci ... 312..257G . doi : 10.1126 / science.1123787 . PMID 16614220 .
- ^ Ahuja, Ritu; Kundu, Sabuj; Goldman, Alan S .; Brookhart, Maurice; Vicente, Brian C .; Scott, Susannah L. (2008). "Expansión, contracción y metátesis-polimerización del anillo catalítico de cicloalcanos". Comunicaciones químicas (2): 253-255. doi : 10.1039 / B712197K . PMID 18092104 .