Aspects of Homogeneous Catalysis: A Series of Advances Volume 3

در سال‌های اخیر، اکسیداسیون فاز مایع بسترهای آلی با استفاده از ترکیبات فلزات واسطه به عنوان کاتالیزور، به وسیله‌ای سودآور برای به دست آوردن مواد شیمیایی مهم صنعتی تبدیل شده است. سالانه میلیون ها تن پتروشیمی با ارزش از این طریق تولید می شود [1]. نمونه‌های معمولی از این فرآیندها تولید وینیل استات یا استالدئید از طریق فرآیند واکر، معادلات (1) و (2) است. فرآیند اواسط قرن برای اکسیداسیون متیل آروماتیک، مانند p-xylene به ترف تالیک اسید، معادله (3). و تولید پروپیلن اکسید از پروپیلن با استفاده از آلکیل هیدروپراکسیدها، معادله (4). PdCI , CuCI 2 2 (1) CH2 = CH2 + 1/2 O2 -H 0 ~ CH3CHO 2 (2) Co(OAcjz ~ (3) (4) اکثریت قریب به اتفاق اکسیداسیون های کاتالیز شده فلزات گذار فاز مایع ترکیبات آلی در این سه دسته کلی عبارتند از: (الف) واکنش‌های خوداکسیداسیون رادیکال‌های آزاد، (ب) واکنش‌های شامل حمله هسته دوست به بستر هماهنگ مانند فرآیند واکر، یا (ج) واکنش‌های کاتالیزور فلزی از بسترهای آلی با هیدروپراکسیدها. از این سه دسته از اکسیداسیون‌ها، فقط ابتدا برهمکنش واقعی دی‌اکسیژن با یک بستر آلی را نشان می‌دهد. عملکرد اکسیژن در فرآیند واکر به سادگی اکسید کردن مجدد کاتالیزور پس از هر چرخه است [2].

In recent years, the liquid phase oxidation of organic substrates using transition metal compounds as catalysts has become a profitable means of obtaining industrially important chemicals. Millions of tons of valuable petrochemicals are produced in this manner annually [1]. Typical examples of such processes are the production of vinyl acetate or acetaldehyde via the Wacker process, equations (1) and (2); the Mid­ Century process for the oxidation of methyl aromatics, such as p-xylene to tereph­ thalic acid, equation (3); and the production of propylene oxide from propylene using alkyl hydroperoxides, equation (4). PdCI , CuCI 2 2 (1) CH2 = CH2 + 1/2 O2 -H 0 ~ CH3CHO 2 (2) Co(OAcjz ~ (3) (4) The vast majority of liquid phase transition metal catalyzed oxidations of organic compounds fall into these three broad categories: (a) free radical autoxidation reactions, (b) reactions involving nucleophilic attack on coordinated substrate such as the Wacker process, or (c) metal catalyzed reactions of organic substrates with hydroperoxides. Of these three classes of oxidations only the first represents the actual interaction of dioxygen with an organic substrate. The function of oxygen in the Wacker process is simply to re-oxidize the catalyst after each cycle [2].