研究人员开发了一种制备硅烷醇的方法,这种方法使用地球上丰富的金属中心,产生的废物最少。1
硅醇是含有Si-O-H官能团的化合物,在合成化学和材料科学中都有应用。它们很容易通过氧化反应从硅烷中制备,该反应包括打破Si-H键并形成新的Si-O键。
虽然硅烷氧化成硅烷醇通常是一个热力学上有利的过程,但实际上这个反应是缓慢的。催化剂可以加速转化,但有效的催化剂通常含有珍贵的重金属2或者昂贵的配体。3.此外,氧原子通常需要由外部氧化剂提供,这会产生废物。4
现在,由克利斯朵夫Werle而且沃尔特•莱特纳德国马克斯·普朗克化学能转化研究所的一项研究表明,用水作为氧化剂,一种简单的锰催化剂就能熟练地进行这种转化。这个反应的唯一副产物是氢。
Werlé解释说:“传统上,有机物是用化学计量量的化学氧化剂氧化的,比如过氧化物、金属盐或氧气。”“因此,容易氧化的官能团是不能忍受的。该团队使用了市面上可以买到的MnBrCO5复合物,在低温下在一系列基底上快速进行转化。与铂和钯等贵金属相比,锰含量更丰富,毒性更小,使其成为进行这些转化的理想候选者。
羰基配体在锰中心的存在意味着可以通过C-O键的傅里叶转移红外光谱分析来研究催化机理13C同位素研究。通过进一步的动力学和光谱研究,研究人员提出了关键的催化中间体是阳离子[Mn(CO)]。3.R3.]+这种化合物很容易与硅烷Si-H键配合,从而引发反应。
大卫花边布法罗大学的研究人员还使用锰配合物进行可持续转化,并研究了类似锰物种在催化中的机制行为。5他称这是一项执行良好的研究,并说“很高兴看到简单的有机锰化合物在合成中得到了应用。”
研究小组希望他们的反应,以及研究催化机制的综合方法,将对其他研究人员有用。Werlé补充道:“我们很有兴趣看看我们的新见解是否能导致未来锰催化剂的设计,能够实现类似的有机金属基本步骤,并具有挑战性的键断裂和形成过程。”
参考文献
1 E Antico等,化学。科学。, 2023, doi:10.1039 / d2sc05959b
2李俊等,ChemistrySelect, 2021,6, 8345 (doi:10.1002 / slct.202101241)
3杨威等, Angew。化学,Int。艾德。, 2022,61, e202205743 (DOI:10.1002 / anie.202205743)
4k勇士桑德斯等,Inorg。化学。, 2007,46, 13,5212 (doi:10.1021 / ic062468u)
5 P C Abhyankar, S N MacMillan, D C Lacy,化学欧元。J。, 2022,28, e202201766 (DOI:10.1002 / chem.202201766)
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锰配合物背后的方法,以水为氧化剂制备硅烷醇
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