Švoův katalyzátor

Švoův katalyzátor
Strukturní vzorec
Vzhled
Obecné
Systematický název	1-hydroxytetrafenylcyklopentadienyl-(tetrafenyl-2,4-cyklopentadien-1-on)-μ-hydrotetrakarbonyldiruthenium
Sumární vzorec	C62H42O6Ru2
Identifikace
Registrační číslo CAS	104439-77-2
EC-no (EINECS/ELINCS/NLP)	817-875-7
PubChem	56845452
SMILES	[C-]#[O+].[C-]#[O+].[C-]#[O+].[C-]#[O+].C1=CC=C(C=C1)C2=C(C(=O)C(=C2C3=CC=CC=C3)C4=CC=CC=C4)C5=CC=CC=C5.C1=CC=C(C=C1)[C]2[C]([C]([C]([C]2C3=CC=CC=C3)O)C4=CC=CC=C4)C5=CC=CC=C5.[Ru].[Ru]
InChI	1S/C29H21O.C29H20O.4CO.2Ru/c2*30-29-27(23-17-9-3-10-18-23)25(21-13-5-1-6-14-21)26(22-15-7-2-8-16-22)28(29)24-19-11-4-12-20-24;4*1-2;;/h1-20,30H;1-20H;;;;;;
Vlastnosti
Molární hmotnost	1087,10 g/mol
Teplota tání	223 až 227 °C (496 až 500 K)
Rozpustnost v polárních rozpouštědlech	rozpustný v polárních organických rozpouštědlech
Bezpečnost
GHS07 [1]
H-věty	H315 H319 H335[1]
P-věty	P261 P264 P271 P280 P302+352 P304+340 P305+351+338 P321 P332 P337 P362 P403+233 P405 P501[1]
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa). Některá data mohou pocházet z datové položky.

Švoův katalyzátor je organokovová sloučenina ruthenia, používaná jako katalyzátor při hydrogenacích sloučenin obsahujících polární funkční skupiny, jako jsou aldehydy, ketony a iminy. Jedná se o jeden z prvních známých katalyzátorů přenosových hydrogenací, který funguje ve vnější sféře.^[2]

Existují také deriváty této sloučeniny, které mají jednu nebo více fenylových skupin nahrazených p-tolylovými. Švoův katalyzátor patří mezi homogenní katalyzátory hydrogenací, u kterých se do mechanismu zapojují jak kov, tak i ligand.

Příprava a struktura

Tento katalyzátor objevil Juval Švo při zkoumání vlivu difenylacetylenu na katalytické vlastnosti dodekakarbonylu triruthenia (Ru₃(CO)₁₂). Reakcí difenylacetylenu s Ru₃(CO)₁₂ vzniká polosendvičový komplex (Ph₄C₄CO)Ru(CO)₃). Hydrogenací tohoto trikarbonylu se vytvořil Švoův katalyzátor.^[3][4][5]

Molekula obsahuje dvojici ekvivalentních atomů Ru spojených můstkovým hydridem a vodíkovou vazbou. V roztoku komplex disociuje nesymetricky:

(C₅Ph₄O)₂HRu₂H(CO)₄ ⇌ C₅Ph₄OHRuH(CO)₂ + (C₅Ph₄O)Ru(CO)₂

Je také popsán organoželezový analog této sloučeniny, nazývaný Knölkerův komplex.

Katalýza hydrogenací

Za přítomnosti vodíku nebo vhodných donorů vodíkových atomů Švoův katalyzátor katalyzuje hydrogenace polárních funkčních skupin, jako jsou aldehydy, ketony, iminy a iminiové ionty. Typické reakční podmínky představuje teplota 145 °C a tlak 3,5 MPa.^[2][6]

Při hydrogenaci alkynů se tento katalyzátor na alkyny váže za vzniku stabilních komplexů, které deaktivují katalyzátor. Probíhají také vnitromolekulární reakce, což lze vidět například u přeměn allylalkoholů na ketony.^[7]

Švoův katalyzátor může katalyzovat i dehydrogenace.^[8][9]

Mechanismus

Mechanismus hydrogenace s využitím Švoova katalyzátoru není znám s jistotou, objevují se dva různé popisy interakcí dvojné vazby s komplexem v kroku určujícím rychlost. Navržen byl mechanismus probíhající ve vnitřní sféře, kde meziprodukt interaguje pouze s kovem, a mechanismus ve vnější sféře, při němž cyklopentadienolový proton také interaguje se substrátem. Kinetickými izotopovými studiemi byl zjištěn na základě silného vlivu -OH skupiny ligandu i hydridové skupiny kovu na rychlost reakce soustředěný průběh přenosu.^[2]

Ostatní reakce

Švoův katalyzátor také zprostředkovává Tiščenkovu reakci, ve které vznikají z alkoholů estery. V jejím průběhu se z primárního alkoholu stává aldehyd.^[10]

Alkylace aminů lze provést oxidací na ynon a následnou redukcí takto získaného produktu.^[11]

Dalším případem „vypůjčování vodíku“ je alkylace aminů za použití jiných aminů, také katalyzovaná Švoovým katalyzátorem. V jejím průběhu nastává oxidace iminu, která umožní nukleofilní atak, po čemž následuje eliminace a redukce dvojné vazby.^[12]

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Shvo catalyst na anglické Wikipedii.

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu Švoův katalyzátor na Wikimedia Commons