La funcionalización oxidativa de compuestos hidrófobos es un área de investigación importante desde la perspectiva de la utilización eficaz de los recursos naturales y el tratamiento y reutilización de sustancias peligrosas. Sin embargo, no se ha establecido bien un método que pueda facilitar tales reacciones.
Para resolver este problema, el equipo de investigación de la Universidad de Tsukuba ha desarrollado un mecanismo de "captura y liberación" para oxidar el metano y obtener metanol utilizando un complejo de hierro con un entorno hidrófobo cerca del metal central como catalizador. Utilizando este catalizador, el equipo oxidó selectiva y eficientemente sustratos orgánicos aromáticos hidrófobos en un medio acuoso en condiciones suaves. El estudio se publica en ACS Catalysis .
En esta reacción, los sustratos orgánicos aromáticos hidrófobos se reconocen selectivamente y quedan atrapados en el entorno hidrófobo de los complejos de hierro en agua y los productos oxidados hidrófilos formados después de la oxidación se liberan en el agua. Basándose en este mecanismo, oxidaron selectivamente sustratos aromáticos hidrofóbicos en condiciones suaves de 50 °C en un sistema de dos fases de solución acuosa y sustratos orgánicos utilizando el complejo de hierro.
Para la oxidación de benceno, entre otras cosas, el número de recambio de la reacción catalítica involucrada superó los 30.000 en 3 h y se logró una selectividad de fenol del 100%. Además, se realizó la oxidación selectiva de dos electrones del antraceno y la oxidación de dos electrones solo de compuestos aromáticos a partir de mezclas de compuestos alifáticos y aromáticos, lo que hasta ahora era un desafío.
Esto se logró mediante un mecanismo de "reconocimiento y liberación", que representa un avance adicional en el mecanismo de captura y liberación informado anteriormente. Se espera que este mecanismo de reconocimiento y liberación sea una base importante para la transformación química altamente eficiente y selectiva de sustratos orgánicos aromáticos hidrófobos en agua.
Más información: Hiroto Fujisaki et al, Oxidación selectiva de hidrocarburos mediante catalizadores de hierro molecular basados en el reconocimiento molecular mediante la interacción π–π en medio acuoso, Catálisis ACS (2024). DOI:10.1021/acscatal.3c05118
Información de la revista: Catálisis ACS
Proporcionado por la Universidad de Tsukuba
