2014年已经到来,随之而来的是一批新的热门文章,其中一个从1月份开始值得特别注意。教授阳光明媚的陈中央研究院的小组台湾已成为第一批设计甲烷选择性氧化制甲醇分子催化剂的国家。这种反应以甲烷C惰性的形式面临着巨大的挑战。-H化学键使得o原子在环境条件下几乎不可能插入分子中。即使这个问题解决了,这个产品,甲醇极易被过度氧化而形成其他不需要的产物。由于这些原因,大多数的研究人员都未能攀登这座巨大的困难之山。
一次又一次,当科学家们发现很难找到解决困难和挑战性问题的答案时,他们就转向大自然寻求灵感。在这种情况下,解决方案在于一种被称为甲烷单氧合酶(MMO)的酶,这种酶存在于甲基营养细菌中。这些mmo的中心有金属簇,它能轻松地催化这种困难的反应。为了模拟这些催化中心,研究人员开发了一些包含三尖瓣簇的仿生模型,其中一个,(铜我铜我铜我(7-N-Etppz)][克洛4), 成功地介导了甲烷的选择性氧化而不发生过氧化。这个三叉戟复合体,当被二恶英(O2)激活时,套上“单胎牛”,最强大的氧化剂,可用于方便的o -原子插入跨碳氢键。
仿生三铜络合物作为甲烷选择性氧化制甲醇的催化剂
催化剂在乙烷和丙烷的情况下也具有选择性,但不是更高的烷烃。原因是三氯丙烷催化剂的设计,在基体上有一个小的疏水结合袋,与烷烃形成瞬态络合物,并进行氧转移氧化基体。这个口袋不够大,不能容纳产品甲醇(以及其他小酒精)。所以它一成型就释放出产品。这就消除了方程中的过氧化反应,对较小的烷烃有很强的选择性。进一步研究了催化循环,分析了影响催化转化率和效率的因素。
这项工作表明朝着一个更高效的流动系统迈进,在未来,有助于提高产品的产量。目前系统的一个问题是催化剂在溶剂中的溶解性,溶剂可以溶解CH4气体,在催化剂设计中通过一些修改可以使CH4气体停止。为未来留下光明的前景。
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环境条件下小型烷烃可控氧化催化剂的研制
Penumaka Nagababu,史蒂夫S.-F.于Suman Maji,Ravirala Ramu和Sunney I.陈
加泰罗尼亚语。科学。抛光工艺,2014,doi:10.1039/c3cy00884c
shesha Bhat是美国国家药学教育与研究研究所药物化学硕士(Pharm.),新利手机客户端印度。他最近加入了博士的研究小组。Pallavi Sharma是林肯大学的博士生,英国。他的项目涉及设计和合成治疗单纯疱疹病毒的螺旋酶原酶抑制剂以及开发有用的合成方法。