Réactions impliquant des cations phényle putatifs. (A) Réaction de Mascarelli (12). (B) Réaction intramoléculaire de Friedel-Crafts de Siegel des fluorures d'aryle (15). (C) Notre double stratégie de fonctionnalisation C–F/C–H. R =éthyle ou triisopropyle; R1 =aryle, alkyle, halogénure, ou l'éther de silyle; AOC, anion faiblement coordonné; TMS, triméthylsilyle; Moi, mésityle; Moi, méthyle; chat., catalytique. Crédit :(c) Science (2017). DOI :10.1126/science.aam7975
(Phys.org)—Une équipe de chimistes de l'Université de Californie a mis au point un moyen moins coûteux de fonctionnaliser les alcanes non activés (hydrocarbures tels que l'éthane, méthane et propane) en utilisant des catalyseurs beaucoup plus abondants. Dans leur article publié dans la revue Science , l'équipe décrit la conception de réaction qu'ils ont créée qui surmonte les défis antérieurs liés aux profils de réactivité à haute énergie.
Actuellement, les alcanes non activés sont considérés comme difficiles à fonctionnaliser - la plupart utilisent une approche qui implique l'ouverture de liaisons C-H d'hydrocarbures à l'aide d'un processus impliquant des métaux précieux et coûteux. Dans ce nouvel effort, l'équipe a trouvé un moyen d'utiliser le silicium et le bore comme catalyseurs à la place. Ceci est important car l'industrie a besoin de convertir les alcanes tels que le gaz naturel et le pétrole en produits plus précieux.
Les alcanes réagissent relativement facilement à des températures élevées, comme on le voit dans les moteurs à combustion interne, mais de telles réactions sont considérées comme extrêmement difficiles à contrôler. Fonctionnaliser les alcanes permet d'en tirer plus que leur potentiel énergétique, il permet d'extraire des composants pouvant être utilisés comme précurseurs pour la création de produits chimiques rares qui, dans certains cas, sont considérablement plus précieux. Parce qu'ils sont relativement inertes, et les liaisons entre le carbone et l'hydrogène sont fortes, ils sont difficiles à fonctionnaliser. Pour briser ces liens forts, l'équipe en a fait des plus forts.
Le groupe a commencé avec des anneaux benzéniques, les préparer avec des substituts de silicium et de fluor. Ils ont ensuite amorcé un cycle en utilisant du silicium activé supplémentaire, qu'ils ont associé au carborane - cela a forcé le fluor à créer un intermédiaire aryle capable de rompre les liaisons alcanes C-H (qui comprenaient notamment le méthane). L'anneau résultant a alors libéré du silicium, qui a maintenu la réaction en cours. L'équipe note que la réaction peut être conduite dans des plages de température allant de 30° à 100°C. Il n'est pas encore clair si le processus peut être mis à l'échelle pour être rentable, mais si oui, cela pourrait entraîner une baisse des prix de certains produits, notamment ceux basés sur un gaz naturel de plus en plus abondant.
Le groupe doit faire une présentation de son travail lors de la prochaine réunion de l'AEC.
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