Carbocatalysis - Carbocatalysis

titulek
Carbocatalyzed oxidace alkoholů na aldehydy pomocí oxidu grafenu (GO).

Carbocatalysis je forma katalýza který používá heterogenní uhlík materiály pro transformaci nebo syntézu organických nebo anorganických substrátů. Katalyzátory se vyznačují svými vysokými povrchovými plochami, povrchovou funkčností a velkými, aromatický bazální roviny. Karbocatalysis lze rozlišit od podporované katalýzy (jako je palladium na uhlíku ) v tom, že není přítomen žádný kov, nebo pokud jsou přítomny, nejsou aktivními druhy.

Od roku 2010 nejsou mechanismy reaktivity dobře známy.[Citace je zapotřebí ]

Jedním z nejběžnějších příkladů karbokatalýzy je oxidační dehydrogenace z ethylbenzen na styren objeveno v 70. letech.[1] Také v průmyslovém procesu (neoxidační) dehydrogenace ethylbenzenu se draslík - propagováno oxid železa katalyzátor je potažen uhlíkovou vrstvou jako aktivní fází. V dalším časném příkladu[2] různé substituované nitrobenzeny byly sníženy na odpovídající anilin použitím hydrazin a grafit jako katalyzátor.

Objev nanostrukturovaného uhlíku allotropes jako uhlíkové nanotrubice,[3] fullereny,[4] nebo grafen[5] podporoval další vývoj. K dehydrogenaci byly použity oxidované uhlíkové nanotrubičky n-butan na 1-buten,[6] a selektivně oxidovat akrolein na akrylová kyselina.[7] Fullereny byly použity při katalytické redukci nitrobenzenu na anilin v přítomnosti H2.[8] Oxid grafenu byl použit jako karbokatalyzátor k usnadnění oxidace z alkoholy na odpovídající aldehydy /ketony (zobrazeno na obrázku), hydratace z alkyny a oxidace alkeny.[9]

Reference

  1. ^ Alkhazov, T. G .; Lisovskii, A.E .; Gulakhmedova, T. Kh. (1979). „Oxidační dehydrogenace ethylbenzenu na katalyzátoru na dřevěném uhlí“. Reagovat. Kinet. Catal. Lett. 12 (2): 189–193. doi:10.1007 / BF02071909.
  2. ^ Byung, H. H .; Dae, H. S .; Sung, Y. C. (1985). "Grafitem katalyzovaná redukce aromatických a alifatických nitrosloučenin hydrazinhydrátem". Tetrahedron Lett. 26 (50): 6233–6234. doi:10.1016 / S0040-4039 (00) 95060-3.
  3. ^ Iijima, S. (1991). "Spirálové mikrotubuly grafitového uhlíku". Příroda. 354 (6348): 56–58. Bibcode:1991Natur.354 ... 56I. doi:10.1038 / 354056a0.
  4. ^ Kroto, H. W .; Heath, J. R .; O'Brien, S. C .; Curl, R. F .; Smalley, R. E. (1985). "C60: Buckminsterfullerene ". Příroda. 318 (6042): 162–163. Bibcode:1985 Natur.318..162K. doi:10.1038 / 318162a0.
  5. ^ Novoselov, K. S .; Geim, A. K .; Morozov, S. V .; Jiang, D .; Zhang, Y .; Dubonos, S. V .; Grigorieva, I. V .; Firsov, A. A. (2004). „Efekt elektrického pole v atomově tenkých uhlíkových filmech“. Věda. 306 (5696): 666–669. arXiv:cond-mat / 0410550. Bibcode:2004Sci ... 306..666N. doi:10.1126 / science.1102896. PMID  15499015.
  6. ^ Zhang, J .; Liu, X .; Blume, R .; Zhang, A .; Schlögl, R .; Su, D. S. (2008). „Povrchově upravené uhlíkové nanotrubice katalyzují oxidační dehydrogenaci n-butanu“ (PDF). Věda. 322 (5898): 73–77. Bibcode:2008Sci ... 322 ... 73Z. doi:10.1126 / science.1161916. PMID  18832641.
  7. ^ Frank, B .; Blume, R .; Rinaldi, A .; Trunschke, A .; Schlögl, R. (2011). „Catalysis Insertion Catalysis od sp2 Uhlík". Angew. Chem. Int. Vyd. 50 (43): 10226–10230. doi:10,1002 / anie.201103340. PMID  22021211.
  8. ^ Li, B .; Xu, Z. (2009). „Nekovový katalyzátor pro aktivaci molekulárního vodíku se srovnatelnou schopností katalytické hydrogenace s katalyzátorem z ušlechtilého kovu“. J. Am. Chem. Soc. 131 (45): 16380–16382. doi:10.1021 / ja9061097. PMID  19845383.
  9. ^ Dreyer, D. R .; Jia, H.-P .; Bielawski, C. W. (2010). „Oxid grafenu: vhodný karbokatalyzátor pro usnadnění oxidačních a hydratačních reakcí“. Angew. Chem. Int. Vyd. 49 (38): 6813–6816. doi:10,1002 / anie.201002160.

externí odkazy