Νέες καταλυτικές αντιδράσεις με σύμπλοκα στοιχείων μετάπτωσης σε υδατικό περιβάλλον

Οι καταλυτικές αντιδράσεις με υδατοδιαλυτά σύμπλοκα παρουσιάζουν μεγάλο ενδιαφέρον λόγω: i) της εύκολης ανάκτησης του καταλύτη από υδατικά/οργανικά διφασικά συστήματα (η μόνη μέθοδος ετερογενοποίησης ομογενούς καταλύτη με βιομηχανική εφαρμογή), ii) της φύσης του υδατικού διαλύτη που προσδίδει στα καταλυτικά στυστήματα ιδιότητες άγνωστες μέχρι τώρα, και iii) το νερό είναι ένα ασφαλές, μη τοξικό και φιλικό στο περιβάλλον διαλυτικό μέσο. Το 1984 έγινε η εισαγωγή της πρώτης βιομηχανικής διεργασίας με υδατοδιαλυτά σύμπλοκα που αφορούσε την διφασική υδροφορμυλίωση του προπενίου με καταλύτες RhH(CO)(tppts)3 [tppts=P(C6H4-m-SO3Na)3] με τη μέθοδο RCH/RP (Ruhrchemie/ Rhone-Poulenc) (400 000 τόννους το χρόνο). Ακολούθησαν οι διεργασίες της Rhone-Pounenc για την παραγωγή της βιταμίνης Ε και Α και της Kuraray για την παραγωγή 1,9-εννεαδιόλης με τελομερισμό του 1,3-βουταδιενίου.

Η υδροφορμυλίωση ολεφινών υψηλού μοριακού βάρους δεν μπορεί να συντελεστεί με την διεργασία RCH/RP. Υδατοδιαλυτά σύμπλοκα ροδίου με σουλφοαλκυλιωμένες τρις(2-πυριδυλο)φωσφίνες, που ενώνουν τις ιδιότητες μιας επιφανειοδραστικής ουσίας και ενός υποκαταστάτη στο ίδιο μόριο, είναι δραστικά καταλυτικά συστήματα στην μικυλλική υδροφορμυλίωση ολεφινών υψηλού μοριακού βάρους όπως π.χ. του n-τετραδεκενίου-1.

Φωσφίτες με σουλφονικές ομάδες είναι σταθερότερα συστήματα στο υδατικό περιβάλλον σε σύγκριση με συμβατικούς φωσφίτες και προσδίδουν πολύ υψηλή καταλυτική δραστηρικότητα σε σύμπλοκα ροδίου όσον αφορά την υδροφορμυλίωση ολεφινών.

Η καρβονυλίωση της βασικής χημικής ύλης 5-υδροξυμεθυλοφουρφουράλης με τον καταλύτη Pd(tppts)3]+ (ισοηλεκτρονιακό σύμπλοκο με τον καταλύτη Wilkinson) με CO είναι μια νέα και αποτελεσματικότερη πορεία σύνθεσης του καταλύτη Pd(tppts)3. Το ίδιο καταλυτικό σύστημα χρησιμοποιήθηκε επίσης στην διφασική καρβονυλίωση της 1-(4-ισοβουτλοφαινυλο)αιθανόλης για την σύνθεση του αντιφλεγμονώδους φαρμάκου ιβουπροφένιο.

Υδατοδιαλυτά σύμπλοκα του παλλαδίου παρουσιάζουν πάρα πολύ υψηλή καταλυτική δραστικότητα στην υδροξυκαρβοξυλιώση των ολεφινών και στον εναλλασσόμενο συμπολυμερισμό του αιθυλενίου με CO. Τα παραπάνω παραδείγματα έρχονται σε αντίθεση με την άποψη ότι οι καταλύτες σε υδατικό περιβάλλον παρουσιάζουν χαμηλή δραστικότητα.

Βιβλιογραφία

  1. G. Papadogiannakis and R. A. Sheldon, Catalysis 13 (1997) 114-193.
  2. G. Papadogiannakis and R. A. Sheldon, Aqueous-Phase Organometallic Catalysis - Concepts and Applications, Eds. B. Cornils, W. A. Hermann, Wiley-VCH, 1998, Chapter 3, p. 123.

Ομιλητής Γ. Παπαδογιαννάκης, Πανεπιστήμιο Αθηνών
Χρόνος: Δευτέρα, 9 Νοεμβρίου 1998, 10:00