Универсальность столетнего ртутного теста катализа опровергнута

Российские ученые опровергли представление о «ртутном тесте» как об универсальном методе определения механизма катализа. Исследователи обнаружили, что результат теста не согласуется с другими методами оценки механизмов органических реакций, которые катализуются палладациклами. Результаты работы опубликованы в журнале Organometallics.

«Ртутный тест» используют для изучения механизмов каталитических реакций, которые ускоряют металлы и их органические соединения. Известный уже в течение ста лет метод основан на том, что металлическая ртуть может растворять в себе различные металлы или адсорбироваться на их поверхности.

С помощью ртутного теста ученые определяют, проходит ли реакция по гомогенному или по гетерогенному механизму. В гомогенных реакциях металл — катализатор участвует в виде отдельных атомов или ионов, в гетерогенном катализе металл находится в виде объемного куска, коллоидного раствора из очень мелких частиц или в виде нанокластеров. Если избыток ртути подавляет реакцию, это свидетельствует о гетерогенности катализатора, поскольку ртуть реагирует с металлами в нулевой степени окисления, характерной для гетерогенных катализаторов.

Палладациклы — это металлоорганические соединения палладия (в степени окисления +2) циклической структуры, которые часто используются в качестве катализаторов. Химики решили проверить, могут ли в принципе палладациклы взаимодействовать с металлической ртутью, поскольку ранее считалось, что ртуть не реагирует с соединениями металлов в высоких (т.е. >0) степенях окисления. Оказалось, что все опробованные палладациклы легко реагируют с избытком металлической ртути. При этом образуются ртутьорганические соединения, структуру которых ученые подтвердили при помощи большого набора физико-химических методов, включая рентгеноструктурный анализ.

«Наш результат, во-первых, опровергает миф о высокой селективности металлической ртути, якобы способной взаимодействовать только с нульвалентными металлами или их молекулярными соединениями, и, во-вторых, показывает необходимость проведения контрольных экспериментов во время исследования механизмов реакций, а не просто верить в общепринятые заблуждения», — комментирует результаты исследования один из авторов, аспирант МГУ имени М.В. Ломоносова Иван Новицкий.

Информация о механизме катализа помогает найти оптимальные условия для проведения реакции. Такие важные параметры, как селективность (избирательное ускорение определенных реакций), активность, время жизни, чувствительность к ядам и возможность регенерации катализатора совершенно разные для двух классов катализаторов. Если механизм установлен неверно, то попытки улучшить катализатор — сделать реакцию более полезной и экономически выгодной — окажутся напрасными.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.