Skip to main content

NAnoscience with SUrface MEtal CArbenes

Article Category

Article available in the folowing languages:

Karbeny metali do syntezy organicznej

Nowe związki łączące metale i węgiel mogą odegrać ważną rolę w stosowanych w przemyśle reakcjach. Środki unijne pozwoliły naukowcom na zbadanie mechanizmów syntezy tych związków.

Technologie przemysłowe

Karbeny metali to nowe związki metaloorganiczne zawierające podwójne wiązanie metal–węgiel. Wiązania te można przerwać na dwa sposoby, zmieniając stan utlenienia metalu. Wykorzystanie reaktywności karbenów daje możliwość hodowania sprzężonych drutów złożonych z pojedynczych cząsteczek do zastosowania w nanoelektronice. W ramach finansowanego przez UE projektu "Nanoscience with surface metal carbenes" (NASUMECA) naukowcy badali możliwość zastosowania karbenów w przemysłowych reakcjach syntezy organicznej. W szczególności badano tworzenie heterogenicznych katalizatorów do reakcji metatezy olefinowej obejmujących redystrybucję alkenów (olefin) poprzez przerwanie i regenerację podwójnych wiązań węgiel–węgiel. Metateza olefinowa cieszy się coraz większym zainteresowaniem, ponieważ dzięki relatywnej prostocie w jej wyniku powstaje niewiele niepożądanych produktów ubocznych i niebezpiecznych odpadów w porównaniu z innymi reakcjami organicznymi. Zespół zajmował się pojedynczymi miejscami katalitycznie aktywnymi a nie powierzchniami, tak jak pierwotnie planowano, ponieważ wyizolowane atomy metalu wykazywały większy potencjał. Cząsteczki porfiryny mogą zawierać wiele różnych ośrodków metalicznych, odgrywających istotną rolę w transporcie tlenu we krwi oraz w fotosyntezie. Porfirynowe ośrodki metaliczne posiadają także doskonałe właściwości katalityczne i mogą tworzyć karbeny metali. Naukowcom udało się zmetalizować pojedyncze warstwy porfiryn bez tworzenia produktów ubocznych związanych z powierzchnią oraz wyjaśnić towarzyszące temu procesowi mechanizmy. Wyniki tych prac powinny mieć duże znaczenie dla chemii metali porfirynowych. Badacze z powodzeniem wykorzystali dodekarbonylek trirutenu do stworzenia związków metaloorganicznych w próżni. Wskazuje to na możliwość zastosowania tego samego mechanizmu z innymi związkami w celu wprowadzenia ośrodków metalicznych niedostępnych przy pomocy sublimacji metalu w stanie stałym. Inny tego rodzaju związek, dodekarbonylek triozmu, został zmetalizowany właśnie dzięki znajomości mechanizmów tego procesu. Dzięki rozwojowi badań laboratoryjnych i doświadczeń projekt przyczynił się do istotnych postępów w dziedzinie chemii metaloorganicznej, badań powierzchni i samoorganizacji molekularnej. Dzięki szkoleniom naukowym i zarządczym, pomógł także w wyszkoleniu nowej generacji badaczy, którzy będą mogli tworzyć przydatne zastosowania tych odkryć naukowych.

Słowa kluczowe

Metal, karbeny, metaloorganiczne, wiązanie podwójne metal-węgiel, katalizatory, olefina, metateza, alkeny, porfiryna

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania