La fonctionnalisation oxydative des composés hydrophobes est un domaine de recherche important du point de vue de l’utilisation efficace des ressources naturelles ainsi que du traitement et de la réutilisation des substances dangereuses. Cependant, une méthode susceptible de faciliter de telles réactions n'a pas été bien établie.
Pour résoudre ce problème, l'équipe de recherche de l'Université de Tsukuba a développé un mécanisme de « capture et libération » pour oxyder le méthane afin d'obtenir du méthanol en utilisant un complexe de fer avec un environnement hydrophobe proche du métal central comme catalyseur. À l’aide de ce catalyseur, l’équipe a oxydé de manière sélective et efficace des substrats organiques aromatiques hydrophobes dans un milieu aqueux dans des conditions douces. L'étude est publiée dans ACS Catalysis .
Dans cette réaction, les substrats organiques aromatiques hydrophobes sont sélectivement reconnus et piégés dans l'environnement hydrophobe des complexes de fer dans l'eau et les produits oxydés hydrophiles formés après l'oxydation sont libérés dans l'eau. Sur la base de ce mécanisme, ils ont oxydé sélectivement des substrats aromatiques hydrophobes dans des conditions douces de 50°C dans un système biphasé de solution aqueuse et de substrats organiques en utilisant le complexe de fer.
Pour l'oxydation du benzène, entre autres, le chiffre d'affaires de la réaction cataytique impliquée a dépassé 30 000 en 3 h et une sélectivité en phénol de 100 % a été atteinte. En outre, l'oxydation sélective à deux électrons de l'anthracène et l'oxydation à deux électrons uniquement des composés aromatiques à partir de mélanges de composés aliphatiques et aromatiques, ce qui constituait un défi auparavant, ont été réalisées.
Ceci a été réalisé en utilisant un mécanisme de « reconnaissance et remise à l’eau », qui représente une avancée supplémentaire dans le mécanisme de capture et de remise à l’eau signalé précédemment. Ce mécanisme de reconnaissance et de libération devrait constituer une base importante pour la transformation chimique hautement efficace et sélective des substrats organiques aromatiques hydrophobes dans l'eau.
Plus d'informations : Hiroto Fujisaki et al, Oxydation sélective des hydrocarbures par des catalyseurs moléculaires à base de fer basée sur la reconnaissance moléculaire via l'interaction π – π en milieu aqueux, Catalyse ACS (2024). DOI :10.1021/acscatal.3c05118
Informations sur le journal : Catalyse ACS
Fourni par l'Université de Tsukuba
