Двухфазное гидросилилирование на воде с платиновым катализатором, допускающее многократное использование: от функционализированных мономеров до полимерных материалов

Гидросилилирование — очень важная реакция в химии кремнийорганических соединений, на которой держится бизнес в сотни млн долларов: именно так получают многие ценные продукты, скажем, органосилоксаны, которые используются в самых разных сферах — от медицины до авиации.

Российские ученые из нескольких московских институтов РАН — ИНХС, ИНЭОС и ИОХ  сделали две каталитические системы для этой реакции — Pt/H2O и Pt/KBr/H2O. Они получаются просто и быстро, при их взаимодействии с регентами (гидросиланом и алкеном/алкином) генерируются каталитически активные одноатомные (SACs) или кластерные комплексы нульвалентной платины. Вода, хлорид- и бромид-анионы, алкены или алкины работают как лиганды и координируются с такими [Pt0]-частицами, «регулируя» их стабильность, каталитическую активность и структуру (одноатомную или кластерную). Кооперация таких [Pt0]-частиц с “on water” эффектом позволила провести гидросилилирование с высокой эффективностью: выходы алкил- и винилсилановых производных получаются вплоть до количественных.

Важно, что метод достаточно универсальный — он применим к широкому ряду мономерных и полимерных гидросиланов, а также к алифатическим и ароматическим алкенам, диенам и алкинам, в том числе с функциональными группами. Катализатор можно легко отделить. Это снимает очень серьезную проблему: платина дорогая, потери катализатора в промышленности всегда бьют по рентабельности, здесь же все хорошо. Бифазное “on water” гидросилилирование легко масштабируется в периодическом и проточном режимах. Сконструированный проточный “tube-in-tube reactor” позволяет не только решить проблемы тепло- и массопереноса и унифицировать условия реакции, но и автоматически разделять продукты и каталитическую систему, обеспечивая непрерывный синтез продуктов.

Результаты опубликованы в одном из самых престижных журналов по химии — Angewandte Chemie (IF = 17.6), причем с пометкой «hot paper».

Источник: «Зоопарк из слоновой кости»