Yeni Bir Polioksometalat Bazlı Metal-Organik Kompleks Sentezlendi!

Bir araştırma ekibi, çeşitli sülfitlerin oksidasyon reaksiyonları için bir katalizör olarak test ettikleri yeni bir polioksometalat bazlı metal-organik kompleks sentezledi. Kompleksin mükemmel katalitik performansa, iyi yeniden kullanılabilirliğe ve yapısal kararlılığa sahip olduğunu buldular.

Ekibin çalışması Polyoxometalates dergisinde yayımlandı.

Birçok alandaki bilim insanları sülfitlerin sülfoksitlere seçici oksidasyonunu araştırmışlardır. Sülfoksitler, sülfür ve oksijen içeren organik bileşiklerdir. Bu sülfoksitler farmasötikler, agrokimya, boyalar ve son derece karmaşık moleküller oluşturmak için gerekli araçlar olan kiral yardımcılar olarak katma değeri yüksek kimyasallardır.

Bilim insanlarının sülfoksit üretmesinin ana yolu, homojen veya heterojen katalizörler ve hafif koşullar altında çevre dostu oksidanlar kullanarak sülfitlerin katalitik oksidasyon reaksiyonudur. Bu nedenle bilim insanları, mükemmel katalitik aktiviteye ve katalitik oksidasyon reaksiyonunda kolay ayrışmaya sahip etkili bir heterojen katalizör geliştirme olasılığıyla ilgilenmektedir.

Polioksometalatlar (POM’lar) özel özelliklere sahip bir nanomalzeme sınıfıdır. Bu özellikler arasında yüksek negatif yükler, kayda değer redoks yetenekleri ve mevcut organik aşılama yer almaktadır. Bu özelliklerinden dolayı POM’lar enerji ile ilgili uygulamalarda büyük ilgi görmektedir. Potansiyel uygulamaları malzeme bilimi, kataliz, tıp, çevre koruma ve hidrojen üretimine kadar uzanmaktadır.

POM tabanlı metal-organik kompleksler (POMOC’ler), POM’ların büyüyen bir dalıdır. POMOC’ler yalnızca POM’lerin ve metal-organik komplekslerin olağanüstü özelliklerini birleştirmekle kalmaz, aynı zamanda POM’lerin liç, çözünme ve agregasyonunu da iyileştirir. Başta kataliz olmak üzere birçok alanda kullanılmaktadırlar.

Bohai Üniversitesi Kimya ve Malzeme Mühendisliği Fakültesi’nden Zhong Zhang “Bildiğimiz kadarıyla, POM birimlerine ve metal-organik kompleks köprülerine dayanan 3D çerçeveli POM tabanlı metal-organik komplekslerin yalnızca birkaçı rapor edilmiştir ve bu da bizi nadiren araştırılan bu araştırma alanını araştırmaya sevk etmektedir. Bakır-organik kompleksler ilgi çekici mimarilere, topolojilere ve uygulamalara sahip olduğundan, POM’lara ve Cu-organik komplekslere dayalı 3D çerçeveli yeni POMOC’ların tasarımı ve sentezi hala zorlu bir iş.” dedi.

Bu araştırmada ekip, CuW-EDDP adı verilen yeni bir bakır içerikli POMOC elde etti ve karakterize etti. Bu, Keggin tipi bir POMOC’tur. Keggin tipi, POM’ların yapısal biçimini tanımlar. Keggin tipi ve Dawson tipi, POM yapılarının iki temel türüdür.

Ekip, CuW-EDDP’yi paslanmaz çelik bir reaktörde üç günlük ısıtma ve ardından soğutma ve kurutmayı içeren hidrotermal koşullar altında sentezledi. Ekip, sentezledikleri CuW-EDDP’yi kızılötesi radyasyon spektrumları, element analizi ve termogravimetri kullanarak analiz etti. CuW-EDDP’nin benzersiz bir üç boyutlu yapıya sahip olduğunu keşfettiler. Ayrıca, CuW-EDDP’nin çeşitli sülfürlerin seçici oksidasyonu için heterojen bir katalizör olarak kullanılabileceğini buldular.

Daha önceki çalışmalardan bakır içeren POMOC’lerin, özellikle sülfürlerin seçici oksidasyonu olmak üzere birçok oksidasyon reaksiyonu için mükemmel katalitik kabiliyet sergilediğini biliyorlardı. Bunun nedeni, POM’ların ve bakır merkezlerinin katalitik oksidasyon prosesini teşvik etmek için katalitik aktif bölgeler olarak hareket edebilmesidir. CuW-EDDP’deki bol miktarda bakır aktif bölge, katalizör olarak etkinliğini arttırmaktadır.

Ekip, metil fenil sülfürün metil fenil sülfoksite seçici oksidasyonu için optimum reaksiyon koşullarını araştırdı. Reaksiyon sıcaklığı, CuW-EDDP dozajları, tert-bütil hidroperoksit miktarları ve çözücü türlerinin etkilerini araştırdılar. Metil fenil sülfürün metil fenil sülfoksite seçici oksidasyonunda birkaç farklı kontrol deneyi gerçekleştirdiler.

“Etkili bir heterojen katalizör olarak CuW-EDDP, metil fenil sülfürün seçici oksidasyonunda mükemmel performans, iyi yeniden kullanılabilirlik ve yapısal kararlılık sergiledi. Zhang, “30 dakika içinde yüksek dönüşüm (%100) ve seçicilik (%98) gösterdi” dedi. Ekip ayrıca CuW EDDP’nin diğer sülfit türevlerinin oksidasyonuna yönelik katalitik aktivitesini de araştırdı.

CuW-EDDP’nin başarılı sentezinin, Keggin veya Dawson tipi POM’lara ve yeni topolojiye ve benzersiz özelliklere sahip metal-organik komplekslere dayanan yeni POMOC’lerin geliştirilmesine rehberlik edebileceğini umuluyor. ^[1]“Team synthesizes a new polyoxometalate-based metal-organic complex” yazısından çevrilmiştir.^[2]Öne çıkan görsel

[cite]