Catalizzatori a base di metalli di transizione

L'uso del vanadio come catalizzatore è la seconda applicazione più importante del vanadio dopo il suo impiego come additivo per migliorare la produzione dell'acciaio. Un catalizzatore al vanadio può attivare efficacemente i perossidi e ossidare selettivamente substrati come bromuri, solfuri e alcheni. Questi catalizzatori trasferiscono efficacemente gli atomi di ossigeno a un substrato che viene utilizzato per ottenere preziose molecole ossidate in una reazione su larga scala con un alto grado di selettività. Inoltre, i catalizzatori al vanadio sono catalizzatori efficienti per la polimerizzazione delle olefine. Gli ossidi di vanadio possono essere applicati negli Standard di emissione per i veicoli e nella desolforazione dei petrolio greggio. Inoltre, l'uso di ossidanti ecologici, ad esempio idrogeno e idroperossido di alchile, aumenta significativamente il potenziale di applicazione dei catalizzatori al vanadio a livello industriale.

Il ferro e i suoi composti sono ampiamente utilizzati come reagenti o catalizzatori. Ad esempio, il cloruro ferrico e il bromuro ferrico sono stati a lungo utilizzati come catalizzatori di ferro acido di Lewis nelle classiche reazioni di sostituzione elettrofila aromatica. I complessi di ferro con ligandi organici sono di particolare interesse e possono fungere da catalizzatori Fe ecologici per una serie di trasformazioni. A dimostrazione di ciò vi è il ruolo molto utile che la catalisi del ferro svolge nello studio tempestivo del processo di deidrogenazione dell'ammoniaca-borano.

Essendo sia economici che ecologici, i catalizzatori al cobalto hanno suscitato grande interesse per le reazioni di accoppiamento incrociato. I catalizzatori al cobalto sono reagenti altamente attivi, ampiamente utilizzati nella sintesi efficiente e selettiva di prodotti farmaceutici, prodotti naturali e nuovi materiali. Questi catalizzatori mostrano una maggiore reattività per varie reazioni di formazione di legami carbonio-carbonio. I sali di cobalto come catalizzatori mostrano una buona tolleranza ai gruppi funzionali, un'elevata chemoselettività e richiedono condizioni di reazione moderate rispetto al palladio e al nichel, i catalizzatori più comunemente utilizzati per l'accoppiamento incrociato catalizzato da metalli.

I catalizzatori al nichel svolgono un ruolo centrale in molte trasformazioni sintetiche, dalle reazioni di accoppiamento incrociato carbonio-carbonio alla riduzione dei legami carbonio ricchi di elettroni con nichel di Raney. Questi catalizzatori al nichel coprono una vasta gamma di stati di ossidazione: nichel (0), nichel (II), nichel (III) e nichel (IV). I catalizzatori al nichel disponibili per l'acquisto immediato sono leghe di alluminio-nichel (Al Ni), idrati di ammonio-nichel, Ni COD, alogenuri di nichel (cloruri, bromuri, fluoruri e ioduri), ciclopentadienili di nichel, nichel metallico, acac di nichel e nichel di Raney, prodotti da W.R. Grace and Company.

I catalizzatori al rame sono utili per condizioni di reazione più blande e mostrano rese eccellenti, tuttavia le reazioni chimiche sono lente e richiedono temperature elevate. Tra le reazioni mediate dai metalli di transizione per formare legami carbonio-carbonio e legami carbonio-eteroatomo, i catalizzatori al rame sono utilizzati nelle reazioni di Ullmann, nelle reazioni di Diels-Alder, nelle espansioni ad anello, nell'accoppiamento di Castro-Stevens, nella reazione di Kharasch-Sosnovsky e in una variante degna di nota della cicloaddizione 1,3-dipolare di Huisgen che utilizza un catalizzatore Cu(I) sviluppato indipendentemente da Meldal e Sharpless. Forniamo catalizzatori e precatalizzatori al rame efficienti, nonché componenti MOF (Metal Organic Framework) contenenti rame per tutte le vostre esigenze di catalisi al rame.

I catalizzatori allo zinco trovano ampia applicazione nella chimica sintetica e nella sintesi organica. Un catalizzatore al cloruro di zinco, che agisce come un acido di Lewis di moderata forza, può catalizzare la sintesi di Fischer Indole per convertire le idrazoni ariliche in indoli e l'acilazione di Friedel-Crafts per produrre prodotti monoacilati da areni e cloruri di acile. Oltre allo ZnCl₂, un catalizzatore all'ossido di zinco può essere utile in una varietà di conversioni catalitiche. Offriamo anche altri catalizzatori a base di zinco, come vari alogenuri di zinco, che catalizzano reazioni stereospecifiche e regioselettive. Oltre alle proprietà catalitiche, i nostri composti di zinco trovano applicazione anche nella scienza dei materiali come punti quantici chemiluminescenti e nanomateriali. I nostri composti di zinco possono anche essere utilizzati come materiali di partenza nella preparazione di reagenti organozinco utilizzati nell'accoppiamento di Negishi.

La reazione di carboaluminazione asimmetrica catalizzata dallo zirconio (ZACA), sviluppata dal premio Nobel Ei-ichi Negishi, è forse uno degli esempi più noti di utilizzo del catalizzatore allo zirconio. La reazione ZACA fornisce un mezzo per la funzionalizzazione chirale degli alcheni con agenti organoalluminio, catalizzata da un catalizzatore chirale bis(indenil)zirconio. Un altro catalizzatore allo zirconio degno di nota è il biossido di zirconio o zirconia. L'elenco delle applicazioni del catalizzatore alla zirconia nella catalisi eterogenea è in rapida crescita. Alcune delle applicazioni includono: decomposizione dell'ossido nitrico, riduzione dell'acido carbossilico ad aldeidi, disidratazione selettiva degli alcoli secondari ad alcheni terminali e idrogenazione del monossido di carbonio a isobutano.

Catalizzatori al rutenio

La trasformazione ossidativa selettiva di vari gruppi funzionali con ossidanti ecologici e facilmente accessibili può essere facilmente ottenuta con un adeguato catalizzatore al rutenio. I catalizzatori al rutenio possono essere uno strumento molto potente nella chimica sintetica per la catalisi selettiva di trasformazioni ossidative quali l'epossidazione asimmetrica degli alcheni, la generazione di specie di biossigeno, la diidrossilazione delle olefine e la deidrogenazione ossidativa degli alcoli.

I catalizzatori al rutenio sono anche ampiamente utilizzati nelle reazioni di metatesi, con i catalizzatori di Grubbs che sono i più noti nel campo della metatesi delle olefine. L'ampia popolarità dei catalizzatori di Grubb può essere spiegata dalla loro elevata tolleranza a vari gruppi funzionali e dalla loro elevata stabilità nell'aria e in una miriade di solventi.

Il catalizzatore al rodio è un promotore adatto, utilizzato per attivare i legami carbonio-idrogeno (C-H), e si è affermato come uno strumento stimolante e interessante per la catalisi. La catalisi al rodio sta riscuotendo un interesse crescente nell'accoppiamento incrociato catalitico deidrogenativo, consentendo un'elegante costruzione del legame C-C. Sebbene il palladio sia stato il metallo preferito nella maggior parte dei casi, anche i catalizzatori al Rh possono essere promotori adatti per questa attivazione. Inoltre, il rodio consente di ottenere importanti accoppiamenti, come arile-arile, arile-alchene e alchene-alchene, come percorsi praticabili per ottenere preziose strutture organiche.

La possibilità di regolare con precisione le condizioni di reazione (temperatura, solventi, ligandi, basi e altri additivi) dei catalizzatori al palladio rende la catalisi al palladio uno strumento estremamente versatile nella sintesi chimica organica. Inoltre, i catalizzatori al palladio hanno un'elevata tolleranza nei confronti di vari gruppi funzionali e sono spesso in grado di fornire un'eccellente stereospecificità e regiospecificità, il che contribuisce ad evitare la necessità di gruppi protettivi. Essi formano un gruppo di catalizzatori altamente versatile, noto per l'uso in reazioni di formazione di legami di carbonio (principalmente C-C, C-O, C-N e C-F), come l'accoppiamento di Heck, l'accoppiamento di Suzuki, l'accoppiamento di Stille, l'accoppiamento di Hiyama, l'accoppiamento di Sonogashira, l'accoppiamento di Negishi e l'amminazione di Buchwald-Hartwig, tra gli altri.

Nella catalisi eterogenea, i catalizzatori al palladio, come il catalizzatore di Lindlar (o palladio di Lindlar), sono altamente efficienti nel facilitare l'idrogenazione selettiva. Ciò include la conversione dei tripli legami in doppi legami cis, la monoidrogenazione delle poliolefine e l'idrogenazione delle azoturi in ammine.

Vi invitiamo a scoprire la nostra ampia offerta di catalizzatori al palladio omogenei ed eterogenei altamente versatili. Per una maggiore praticità nella purificazione e nella pulizia post-reazione, abbiamo incluso anche una selezione di catalizzatori Pd supportati, nonché una linea completa di catalizzatori Pd Encat^® riciclabili e immobilizzati, adatti a varie reazioni di formazione di legami e di idrogenazione/riduzione.

Il nostro portafoglio offre anche un'ampia varietà di catalizzatori d'argento di alta qualità per la catalisi dei metalli di transizione nella sintesi organica. I catalizzatori d'argento sono comunemente utilizzati grazie all'elevato potere ossidante e all'alto potenziale di ossidazione dei complessi d'argento. Inoltre, fungono anche da attivatori dell'argento e aumentano l'elettronegatività di altri catalizzatori, come l'oro. La sintesi organica e inorganica beneficia del potenziale di ossidazione stechiometrico dei composti dell'argento. Le trasformazioni organiche omogenee catalizzate dall'argento evidenziano la chimica redox unica dell'argento, in grado di catalizzare reazioni con elevata stereoselettività e regioselettività. I catalizzatori d'argento mediano efficacemente sia la formazione di legami intermolecolari che intramolecolari. I processi eterogenei che coinvolgono la catalisi dell'argento includono la riduzione degli NO_x e l'ossidazione catalitica del monossido di carbonio (CO) in anidride carbonica (CO₂). I sali di argento (I) sono utilizzati anche in diverse reazioni di addizione nucleofila e trasformazioni organiche catalizzate dall'argento.

Forniamo catalizzatori al platino efficienti, ad esempio il biossido di platino, chiamato anche catalizzatore di Adams, per l'idrogenazione di vari gruppi funzionali e reazioni di deidrogenazione nella sintesi organica. Il nero di platino, il catalizzatore Pt attivo, si forma durante la reazione. L'utilizzo della catalisi al platino sugli alchini porta all'addizione sin, formando un cis-alchene. Due delle trasformazioni più importanti che utilizzano catalizzatori al platino includono l'idrogenazione dei composti nitro in ammine e chetoni in alcoli. In particolare, le riduzioni degli alcheni possono essere eseguite anche con il catalizzatore di Adams in presenza di gruppi nitro senza ridurre il gruppo nitro. I catalizzatori al platino sono preferiti rispetto a quelli al palladio per ridurre al minimo l'idrogenolisi durante la riduzione dei composti nitro in ammine. Questo catalizzatore Pt viene utilizzato anche per l'idrogenolisi degli esteri fenilfosfati, una reazione che non avviene con i catalizzatori al palladio.

Prima degli anni '80, l'oro era considerato un metallo con scarsa attività catalitica. I progressi compiuti, guidati da F. Dean Toste (Università della California, Berkeley) e altri, hanno portato l'oro in prima linea nella catalisi dei metalli di transizione. In particolare, i complessi di oro(I) legati alla fosfina sono recentemente emersi come potenti catalizzatori per la formazione di legami C-C in grado di eseguire una varietà di reazioni in condizioni moderate. L'elenco dei metodi utili per la costruzione di legami C-C comprende ciclopropanazioni, isomerizzazioni di enini, riarrangiamenti di Rautenstrauch, reazioni di eni ed espansioni di anelli. Tipicamente, il sistema catalitico si basa su un complesso di cloruro di fosfina e oro (I) in combinazione con un co-catalizzatore di sale d'argento per generare le specie attive in situ.