Question:
Comment le choix du catalyseur métallique (oxyde) affecte-t-il la gamme de composés insaturés pouvant être hydrogénés?
user95
2012-04-26 11:48:24 UTC
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Dans l'hydrogénation de composés insaturés avec de l'hydrogène gazeux et un catalyseur, le choix du palladium sur carbone permet d'hydrogéner des alcènes et des alcynes, mais est incapable d'hydrogéner des composés aromatiques. Cependant, l'utilisation de rhodium ou de nickel de Raney permet d'hydrogéner les aromatiques. Comment le choix du catalyseur affecte-t-il le type de composés insaturés pouvant être hydrogénés?

@Georg Je pense qu'il veut une explication mécaniste.
@Georg: Oh, je vous assure que oui. Malheureusement, je ne semble pas lire les bonnes références, car beaucoup d'entre elles mentionnent simplement "le catalyseur X fonctionne pour hydrogéner le substrat Y". Maintenant, quoi d'autre que vous pouvez offrir, bon monsieur?
Un répondre:
#1
+7
Andrew
2012-04-28 02:59:55 UTC
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Le mécanisme d'hydrogénation actuellement accepté pour un métal comme le palladium est le mécanisme Horiuti-Polanyi. ( image) Ce mécanisme fonctionne avec un bon rendement pour les alcènes et les alcynes. Pour un composé aromatique, l'énergie d'activation est beaucoup plus élevée car l'aromaticité de la molécule cible est rompue par la première hydrogénation. En effet, le 1,3-cyclohexadiène est très instable et retournera au benzène et à l'hydrogène au lieu de continuer au cyclohexane.

L'ajout d'un acide de Lewis fait du palladium un catalyseur acceptable pour l'hydrogénation du benzène, cependant. Un composé intermédiaire avec le benzène et le LA est d'abord formé, et de l'hydrogène est ajouté à cet intermédiaire. Cet article examine le mécanisme de l'hydrogénation en présence d'un acide de Lewis.

Les catalyseurs au rhodium fonctionnent légèrement différemment. Ils ont généralement des ligands attachés qui aident à stabiliser les intermédiaires. Vous pouvez voir un mécanisme simplifié ici et des articles traitant de catalyseurs spécifiques ici et ici. Fondamentalement, dans le cas du benzène, le 1,2-cyclohexadiène relativement instable est maintenu en place sur le catalyseur jusqu'à ce qu'il soit complètement hydrogéné.

Dans ce Horiuti-Link, il y a une grosse erreur. Pas de D dans le produit supérieur, bien que la réaction soit + D et -H! En général, JM a demandé des catalyseurs hétérogènes, et il y a peu ou pas de connaissances en dehors de la phénoménologie des résultats. Le problème est la structure microscopique des préparations de Pd ou Pt ou Ni.


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