New reactions of CC bond cleavage and formation catalysed by silica-supported tantalum and tungsten hydrides
✍ Scribed by Olivier Maury; Guillaume Saggio; Albert Theolier; Mostafa Taoufik; Véronique Vidal; Jean Thivolle-Cazat; Jean-Marie Basset
- Publisher
- Elsevier Science
- Year
- 2000
- Tongue
- English
- Weight
- 249 KB
- Volume
- 3
- Category
- Article
- ISSN
- 1387-1609
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✦ Synopsis
Silica-supported tantalum and tungsten hydrides present unusual properties in the activation of alkanes. They activate the C H bonds of cycloalkanes to form the corresponding surface metal -cycloalkyl complexes. They catalyse the metathesis reaction of alkanes which is an unprecedented process affording the formation of higher and lower homologues. They also catalyse the hydrogenolysis of alkanes and especially ethane which cannot be cleaved by the corresponding group-4 metal hydrides. © 2000 Acade ´mie des sciences / E ´ditions scientifiques et me ´dicales Elsevier SAS alkanes / C H bond activation / alkane metathesis / hydrogenolysis / tantalum hydride / tungsten hydride Version franc ¸aise abre ´ge ´e -Nouvelles re ´actions de coupure et de formation de liaisons C C catalyse ´es par les hydrures de tantale ou de tungste ne supporte ´s sur silice. La valorisation des alcanes a fait l'objet de nombreuses e ´tudes au cours des deux dernie res de ´cennies. Au laboratoire, de nouveaux complexes hydruro de titane, zirconium, hafnium, tantale, tungste ne et chrome supporte ´s sur silice, qui pre ´sentent dans l'activation des alcanes des proprie ´te ´s particulie res, ont e ´te ´pre ´pare ´s. Ces hydrures de surface sont obtenus par greffage sur la silice des complexes alcoyles homoleptiques des divers me ´taux, puis par traitement sous hydroge ne a 150 °C. Initialement, il a e ´te ´montre ´que les complexes hydruro des me ´taux du groupe 4 pouvaient activer les liaisons C H des alcanes et catalyser leur re ´action d'hydroge ´nolyse, a l'exception de celle de l'e ´thane. Dans cet article, il est rapporte ´que les hydrures supporte ´s de tantale et de tungste ne sont aussi capables d'activer stoechiome ´triquement les liaisons C H des alcanes cycliques, pour former les complexes me ´taux -alkyl correspondants. Dans le cas des alcanes non cycliques, les hydrures de ces deux me ´taux se re ´ve lent des catalyseurs d'une nouvelle re ´action, la me ´tathe se des alcanes, qui permet la formation d'un me ´lange d'alcanes homologues supe ´rieurs et infe ´rieurs ; l'emploi d'e ´thane monomarque ´en 13 C a permis de mettre en e ´vidence le de ´roulement paralle le d'une me ´tathe se de ´ge ´ne ´re ´e, conduisant au me ´lange des atomes de carbone dans la mole ´cule. Le me ´canisme de cette re ´action implique des processus de coupure et de formation de liaisons C C pouvant faire intervenir des interme ´diaires a quatre centres. Les hydrures supporte ´s de tantale et de tungste ne sont aussi des catalyseurs de l'hydroge ´nolyse des alcanes et en particulier de celle de l'e ´thane ; alors que le me ´canisme propose ´pour cette re ´action dans le cas des hydrures des me ´taux du groupe 4 est base ´sur un processus de transfert de groupe alcoyle en position-b, l'absence d'un tel groupe dans le cas de l'e ´thane rend ce me ´canisme inope ´rant. Ces deux re ´actions catalytiques, me ´tathe se et hydroge ´nolyse, diffe ´rencient de ´finitivement les hydrures de tantale et de tungste ne de ceux des me ´taux du groupe 4, ce qui peut e ˆtre lie ´a la structure e ´lectronique, qui est d 2 pour ces premiers et d 0 pour le groupe 4. © 2000 Acade ´mie des sciences / E ´ditions scientifiques et me ´dicales Elsevier SAS alcanes / activation de liaison C H / me ´tathe se des alcanes / hydroge ´nolyse / hydrure de tantale / hydrure de tungste `ne
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