Investigation of a Series of Ruthenium II Complexes as Potential Catalysts in the Hydrogenation of Ketones and Aldehydes - Mahmoud, Amal Muhsen Mohammad; Al Noaimi, Mousa; Hammoudeh, Ayman (إربد, 2016)
تم في هذا العمل دراسة الهدرجة الانتقائية في الطور السائل للاسيتوفينون ولسينام ألدهايد باستخدام عائلات مختلفة من معقدات الروثينيوم تشمل التراكيب التالية: Ru(I-X)PPh3Cl2 و Ru (Y) (amine) Cl2 وRu (L-X) BipyCl2، حيث أن I تمثلtridentate ligand (E)-1-((E)-phenyl-diazenyl)-1-(quinolin-8-ylimino) propan-2-one، Y هي bidentate ligand (E)-1-(2-(phenyl-thio)phenyl-imino)-1-((E)-p-tolyldiazenyl)propan-2-one وL هي bidentate (E)-1-(2-(methylthio) phenylamino)-1-(phenyldiazenyl)propan-2-one. وقد اختلف الأمين في Ru(Y)(amine) Cl2 ليشمل pyridin-2-ylmethanamine (PyCH2NH2) ،2,2’-bipyridine (Bipy)، 1,2- ethylene diamine (en) و N1-(2-amino-ethyl)ethane-1,2-diamine (H2NEtNHEtNH2). فيما يتعلق بهدرجة الاسيتوفينون AP بالايزبروبانول عند 86 درجة سلزية، فقد وجد أنّ التفاعل بالنسبة لتراكيز الاسيتوفينون يتبع حركية من الرتبة الأولى. المحفزات Ru (I-X) PPh3Cl2 هي أكثر نشاطا من المجموعتين الأخريين، لم يلحظ أي تأثير للمجموعات التعويضية (X= H, CH3, NO2) استبدال اليجاند ثلاثي فينيل الفوسفين في Ru(I-X)PPh3Cl2 بمجموعة ثلاثي فينيل آرسين أدى إلى انخفاض كبير في النشاط الحفزي مما يشير إلى الدور الهام لمجموعة ثلاثي فينيل الفوسفين. وقد درس تأثير درجة الحرارة وكذلك تأثير نسبة الاسيتوفينون إلى المحفز على أداء المحفز Ru (I-X) PPh3Cl2 ووجد أن زيادة درجة الحرارة يؤدي إلى زيادة سرعة التفاعل وبطاقة تنشيط تساوي 49.8 كيلوجول/ مول. أما بالنسبة إلى تأثير نسبة الاسيتوفينون إلى المحفز فالأمر أكثر تعقيدا إذ لوحظ أنّه مع زيادة نسبة (AP):(Ru) في بداية الأمر تزداد سرعة التفاعل قيمة قصوى عند 200 = (AP):(Ru) قبل أن تتناقص مرة أخرى عند نسب أعلى، مما يدل على أن هناك نوعا من المنافسة بين جزيئات الاسيتوفينون وجزيئات الايزوبروبانول على الارتباط بذرّة الروثينيوم وأنّ التراكيز العالية من AP تمنع جزيئات الايزوبروبانول من الارتباط وإعادة توليد النموذج النشط من المحفز. من خلال تغيير جزيء الأمين في المحفزات Ru (Y) (amine)Cl2، يمكن أن نستنتج أن وجود مجموعه وظيفية NH مرتبطة بذرة Ru مهم في زيادة نشاط المحفز. ومع ذلك، فإن حقيقة أن المحفز مع PyCH2 NH2 يظهر نشاطا أقل قليلا من ذلك مع Bipy يشير إلى أن المسألة أكثر تعقيدًا وأنّ فهمها يستدعي تحليلا شاملا للبنية الهندسية والإلكترونية. في حالة هدرجة سينام ألدهايد CALD، وجد أن التفاعل يزداد بشكل واضح مع تزايد عدد مجموعات TOFs: en (12.5 h-(( NH ((1) > PyCH2NH2 (9.7 h-1) > Bipy (4.8 h-1)، كما أن هدرجة CALD أبطا بكثير من AP. وفيما يتعلق بالانتقائية لــ CALC، كان تأثير ليجاند الأمين بالترتيب التالي:PyCH2NH2 (max. SCALC%=73%) > en) (max. SCALC%=68%) .(> Bipy (max. SCALC%=55% بغرض المقارنة بين محفزات الروثينيوم المتجانسة وغير المتجانسة، تم دراسة المحفز Ru5%/C غير المتجانس في هدرجة AP في الطور السائل عند 86 درجة سليزية حيث لوحظ أن رتبة التفاعل بالنسبة لتركيز الأسيتوفينون هي ½ عند AP)o=0.125 M). الميزة الأكثر وضوحا في المحفزات المتجانسة المستخدمة في هذا العمل هي الانتقائية العالية لــ PE والتي تتجاوز في معظم الحالات 95% أما في حالة الهدرجة غير المتجانسة باستخدام المحفز Ru5%/C، فقد وجدنا تجاوزا في عملية الاختزال للناتج المطلوب PE وبالتالي انخفاضا في كميته.
Keywords: الهدرجة الانتقائية -- هدرجة الكيتونات -- هدرجة الألدهيدات -- الروثينيوم الثنائي