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