Двери в полость катализатора

Масахиро Фудживара (Masahiro Fujiwara) и его коллеги из Национального Института Промышленной Технологии привили дисульфидные мостики к выходам пор мезопористого твердого кислотного катализатора. Мезопористый материал содержит поры с диаметром от 2 до 50 нанометров.

Кислотные фрагменты в мезопористом материале, полученном Фудживарой, являются каталитически активными центрами для димеризации альфа-метилстирола, наблюдавшейся в качестве модельной для изучения свойств катализатора с «закрытыми» и «открытыми» воротами.

Реакция димеризации не происходит, пока дисульфидный мостик остается неповрежденным. Это обстоятельство обусловлено тем, что протекание реакции зависит от способности реагентов достигать каталитически активных центров внутри пористого катализатора. Обработка материала восстанавливающим реагентом приводит к разрушению дисульфидной связи, что «открывает ворота» в катализатор и позволяет реагенту достичь пор, где и происходит реакция. Добавка в реакционную систему окислителя регенерирует дисульфидную связь, «ворота закрываются» и каталитическая реакция останавливается.

Предлагаемый способ контроля над ходом каталитической реакции оказывается более привлекательным, чем методы, применяемые в настоящее время. В большинстве случаев сейчас для того, чтобы остановить каталитическую реакцию, используются громоздкие и неудобные методы, например, прекращение подачи реагентов, понижение температуры или удаление катализатора. Предлагаемая Фудживарой система позволяет переключать катализатор из неактивного состояния в активное просто за счет добавок окислителей или восстановителей.

Японские ученые предполагают, что широкое распространение мезопористых каталитических материалов приведет к разработке других видов «молекулярных ворот», контролирующих скорость и селективность каталитических процессов.

Источник: Chem. Commun., 2006, 4635.