Metateze alkanů

Metateze alkanů jsou organické reakce, při kterých dochází k přeměně alkanů na jiné alkany s delšími nebo kratšími uhlíkovými řetězci. Reakce se podobá metatezi alkenů, rozdíl spočívá v tom, že při metatezi alkenů dochází k obnovení dvojné vazby mezi uhlíky, zatímco alkany mají mezi atomy uhlíku jednoduché vazby.

Příklady a katalyzátory

Metatezi alkanů mohou katalyzovat sloučeniny kovů, často jde o komplexy. Jednu ze skupin katalyzátorů vyvinul se svými spolupracovníky Jean-Marie Basset, je založena na hydridech tantalu na vrstvě oxidu křemičitého, (SiO2)TaH, reakce pak probíhají za teplot 25 až 200 °C. Těmito systémy se katalyzuje přeměna ethanu na methan, propan a stopová množství butanu.[1] Může docházet i ke křížovým metatezím, například methan s propanem mohou vytvořit dvě molekuly ethanu. Ethan reaguje s toluenem za vzniku ethylbenzenu a xylenu.

Meziprodukty těchto reakcí jsou, podobně jako u metatezí alkenů, metalocyklobutany.[2]

Byly také vyvinuty systémy spojující dva katalyzátory, účinné při metatezích vyšších alkanů; jeden z katalyzátorů zprostředkovává přenosovou dehydrogenaci a druhý metatezi.

Robert L. Burnett a Thomas R. Hughes popsali heterogenní systém založený na směsi platiny na oxidu hlinitém s oxidem wolframu na oxidu křemičitém.[3] Byly také popsány soustavy iridiových katalyzátorů dehydrogenací s molybdenovými katalyzátory metateze alkenů.[4]

Protože jsou iridiové katalyzátory selektivní vůči koncům n-alkanů, tak mohou být použity k řízení molekulové hmotnosti produktů, například n-hexan lze přeměnit na ethan a n-dekan.

Metateze alkanů mají využití například v petrochemickém průmyslu. Přeměna n-hexanu na n-dekan a ethan může být použita na zvýšení výtěžků naftových n-alkanů (C9H20 až C19H40) ve Fischerových–Tropschových reaktorech.

Popsány byly i metateze cykloalkanů, katalyzované systémy Ir/Mo; například cyklooktan byl přeměněn na směs cyklohexadekanu a větších cyklů, která obsahovala i polymery.[5]

Odkazy

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Alkane metathesis na anglické Wikipedii.

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

Související články