Activation and Catalytic Reactions of Saturated Hydrocarbons in the Presence of Metal Complexes

شیمی علمی در مورد شکستن و تشکیل پیوند بین اتم ها است. یکی از مهمترین فرآیندهای شیمی آلی شکستن پیوندهای C-H و همچنین C-C در ترکیبات مختلف و در درجه اول در هیدروکربن ها است. در بین هیدروکربن‌ها، هیدروکربن‌های اشباع، آلکان‌ها (متان، اتان، پروپان، هگزان و غیره) به‌عنوان بسترهایی برای تبدیل‌های شیمیایی جذاب هستند. به این دلیل که از یک سو، آلکان ها اجزای اصلی نفت و گاز طبیعی و در نتیجه خوراک اصلی صنایع شیمیایی هستند. از سوی دیگر، این مواد به عنوان ترکیبات آلی کمتر واکنش پذیر شناخته می شوند. هیدروکربن‌های اشباع شده را می‌توان «گازهای نجیب شیمی آلی» نامید و اگر چنین باشد، اولین نماینده خانواده آنها - متان - را می‌توان با هلیوم بسیار بی‌اثر مقایسه کرد. مانند همه مقایسه ها، این موازی بین گازهای نجیب و آلکان ها کاملاً دقیق نیست. در واقع، تبدیل آلکان ها، از جمله متان، برای مدت طولانی شناخته شده است. این واکنش ها شامل برهمکنش با اکسیژن مولکولی هوا (سوختن - منبع اصلی انرژی!) و همچنین برخی از تبدیل های متقابل هیدروکربن های اشباع و غیر اشباع است. با این حال، تمام این دگرگونی ها در دماهای بالا (بالاتر از 300-500 درجه سانتیگراد) رخ می دهند و معمولاً با عدم انتخاب مشخص می شوند. تبدیل آلکان ها به دی اکسید کربن و آب در حین سوختن یک فرآیند بسیار ارزشمند است - اما نه از دیدگاه شیمیدان.

hemistry is the science about breaking and forming of bonds between atoms. One of the most important processes for organic chemistry is breaking bonds C–H, as well as C–C in various compounds, and primarily, in hydrocarbons. Among hydrocarbons, saturated hydrocarbons, alkanes (methane, ethane, propane, hexane etc. ), are especially attractive as substrates for chemical transformations. This is because, on the one hand, alkanes are the main constituents of oil and natural gas, and consequently are the principal feedstocks for chemical industry. On the other hand, these substances are known to be the less reactive organic compounds. Saturated hydrocarbons may be called the “noble gases of organic chemistry” and, if so, the first representative of their family – methane – may be compared with extremely inert helium. As in all comparisons, this parallel between noble gases and alkanes is not fully accurate. Indeed the transformations of alkanes, including methane, have been known for a long time. These reactions involve the interaction with molecular oxygen from air (burning – the main source of energy!), as well as some mutual interconversions of saturated and unsaturated hydrocarbons. However, all these transformations occur at elevated temperatures (higher than 300–500 °C) and are usually characterized by a lack of selectivity. The conversion of alkanes into carbon dioxide and water during burning is an extremely valuable process – but not from a chemist viewpoint.