Language
Country/Area
No result found
Dunia menakjubkan rekombinasi silang olefin: Reaksi kimia macam apa ini?
Dalam kimia organik, rekombinasi silang olefin adalah reaksi organik yang mendistribusikan kembali fragmen olefin dengan memutus dan meregenerasi ikatan rangkap karbon-karbon. Proses yang relatif sederhana memungkinkannya untuk secara umum menghasilkan lebih sedikit produk sampingan yang tidak diinginkan dan limbah berbahaya daripada reaksi organik lainnya. Berkat penelitian Wei Fu Zhu Yun, Robert H. Grubbs, dan Richard R. Shik, mekanisme reaksi terungkap dan serangkaian katalis yang sangat aktif ditemukan. Mereka bersama-sama memenangkan Penghargaan Nobel dalam Kimia pada tahun 2005.
Katalis
Reaksi ini membutuhkan katalis logam. Sebagian besar proses yang penting secara komersial menggunakan katalis heterogen. Katalis ini biasanya disiapkan dengan aktivasi in situ halida logam (MClx), seperti menggunakan senyawa organoaluminium atau organotin, misalnya, dalam kombinasi dengan MClx–EtAlCl2. Bahan pendukung katalis yang umum adalah bauksit. Katalis komersial biasanya berbahan dasar molibdenum dan zirkonium. Untuk reaksi skala kecil atau studi akademis, senyawa organologam yang terdefinisi dengan baik telah diselidiki.
Katalis homogen umumnya diklasifikasikan sebagai katalis Schick dan katalis Grubbs. Katalis Schick memiliki pusat molibdenum (VI) dan nitrogen (VI) yang didukung oleh ligan alkoksi dan nitroksi.
Katalis Grubbs adalah kompleks senyawa zirkonium(II) karbena.
Aplikasi
Pengikatan silang olefin memiliki banyak aplikasi dalam industri. Hampir semua aplikasi komersial menggunakan katalis heterogen, yang pengembangannya mendahului penelitian pemenang Hadiah Nobel tentang kompleks homogen. Proses representatif meliputi: Teknologi konversi triena dan olefin Phillips, yang mengubah propilena menjadi etilena dan 2-butena menggunakan katalis molibdenum dan kromium. Saat ini, hanya reaksi sebaliknya, yaitu konversi etilena dan 2-butena menjadi propilena, yang dilakukan secara industri.
Proses Shell Higher Olefins (SHOP) menghasilkan alfa olefin untuk dikonversi menjadi deterjen.
Proses ini memanfaatkan rekombinasi silang untuk memulihkan fraksi olefin tertentu.
Potensi katalis homogen
Katalis organometalik telah dieksplorasi untuk berbagai aplikasi potensial, termasuk memproduksi material berkekuatan tinggi, menyiapkan nanopartikel untuk menargetkan kanker, dan mengubah bahan baku nabati terbarukan menjadi produk perawatan rambut dan kulit.
Jenis
Ada beberapa jenis ikatan silang olefin, termasuk:
- Crossover (CM)
- Rekombinasi pembukaan cincin (ROM)
- Rekombinasi penutupan cincin (RCM)
- Polimerisasi rekombinan pembukaan cincin (ROMP)
- Rekombinasi olefin asiklik (ADMET)
- Depolymerisasi etilena (Ethenolysis)
Mekanisme
Hérisson dan Yun Zhu pertama kali mengusulkan mekanisme yang diterima secara luas untuk rekombinasi olefin dengan logam transisi. Karena sikloadisi langsung [2+2] dari dua alkena secara formal dilarang simetrinya, energi aktivasinya relatif tinggi. Mekanisme Zhu Yun melibatkan sikloadisi [2+2] ikatan rangkap olefin dengan senyawa alkil logam transisi untuk membentuk zat antara siklobutana logam. Metallasiklobutana yang dihasilkan kemudian dapat mengalami eliminasi cincin untuk menghasilkan spesies asli atau olefin dan gugus alkil baru. Interaksi dengan orbital-d pada katalis logam menurunkan energi aktivasi reaksi cukup untuk memungkinkan reaksi berlangsung cepat pada suhu sedang.
Selain fakta bahwa reaksi CM dan RCM sering menggunakan α-olefin, gaya pendorong reaksi ini juga terkait dengan entropi etilena atau propilena, yang dapat dihilangkan dari sistem untuk mendorong reaksi.
Ikhtisar Sejarah
Rekombinasi silang olefin berasal dari produksi industri, dan banyak proses katalitik ditemukan secara kebetulan. Pada awal tahun 1960-an, ahli kimia Karl Ziegler secara tidak sengaja menemukan proses mengubah etilena menjadi 1-butena alih-alih hidrokarbon rantai panjang jenuh saat melakukan penelitian tentang katalis Ziegler-Natta, yang mendorong orang untuk mengeksplorasi rekombinasi silang olefin. Dalam beberapa dekade berikutnya, pendalaman mekanisme reaksi ini dan pengembangan katalis menjadikan rekombinasi silang olefin sebagai reaksi kimia organik yang efisien dan penting.
Seiring kemajuan dan perkembangan ilmu pengetahuan, potensi dan cakupan aplikasi reaksi rekombinasi olefin terus berkembang. Dalam penelitian ilmiah di masa mendatang, apakah teknologi ini akan menghasilkan respons yang lebih inovatif?
