전이 금속 촉매

바나듐을 촉매로 사용하는 것은 철강 생산을 개선하기 위한 첨가제로 사용하는 것 다음으로 바나듐이 두 번째로 많이 사용되는 분야입니다. 바나듐 촉매는 과산화물을 효과적으로 활성화할 수 있으며 브로마이드, 설파이드 및 알켄과 같은 기질을 선택적으로 산화할 수 있습니다. 이러한 촉매는 높은 수준의 선택성을 갖춘 대규모 반응에서 귀중한 산화 분자를 얻는 데 사용되는 기질에 산소 원자를 효과적으로 전달합니다. 또한, 바나듐 촉매는 올레핀 중합을 위한 효율적인 촉매입니다. 바나듐 산화물은 차량 배기가스 표준물 및 원유 탈황에 적용될 수 있습니다. 또한, 수소 및 알킬 하이드로퍼옥사이드와 같은 생태학적 산화제의 이용은 산업적 수준에서 바나듐 촉매의 잠재적인 애플리케이션을 상당히 증가시킵니다.

철 및 철 화합물은 시약 또는 촉매로 사용됩니다. 예를 들어, 염화 제2철 및 브롬화물은 고전적인 친전자성 방향족 치환반응에서 루이스 산 철 촉매로 오랜 기간 사용되어 왔습니다. 유기 리간드를 가진 철 착체는 특정한 관심 대상이며 다양한 변형을 위한 환경 친화적인 Fe 촉매 역할을 할 수 있습니다. 이러한 점을 설명하는 것은 시기적절한 암모니아-보란 탈수소화 공정 연구에서 철 촉매가 수행하는 매우 유용한 역할입니다.

경제적이면서 동시에 생태학적인 코발트 촉매는 교차 커플링 반응에 대한 강한 관심을 불러일으켰습니다. 코발트 촉매는 활성이 높은 시약으로, 의약품, 천연 제품 및 새로운 물질의 효율적이고 선택적인 합성에 광범위하게 적용됩니다. 이러한 촉매는 다양한 탄소–탄소 결합 형성 반응에 더욱 높은 활성을 나타냅니다. 촉매로 사용한 코발트 염은 금속 촉매성 교차 커플링을 위해 가장 일반적으로 사용되는 촉매인 팔라듐 및 니켈에 비해 우수한 작용기 내성 및 높은 화학선택성을 보이며 온순 반응 조건을 필요로 합니다.

니켈 촉매는 탄소-탄소 교차 커플링 반응에서 레이니(Raney) 니켈 촉매를 사용한 전자가 풍부한 탄소 결합의 환원에 이르기까지 다양한 합성 변형에서 중심 역할을 합니다. 이러한 니켈 촉매는 니켈(0), 니켈(II), 니켈(III) 및 니켈(IV)의 광범위한 산화 상태에 걸쳐 있습니다. 즉시 구매 가능한 니켈 촉매로는 알루미늄 니켈(Al Ni) 합금, 암모늄 니켈 수화물, Ni COD, Ni 할로겐화물(염화물, 브롬화물, 불화물 및 요오드화물), Ni 사이클로펜타디에닐, 니켈 금속, 니켈 아세틸아세토네이트(nickel acac) 및 W.R. Grace and Company의 제품인 레이니(Raney) 니켈 촉매입니다.

구리 촉매는 더욱 온순 반응 조건에서 유용하며 우수한 수율을 보이나, 화학 반응이 느리며 높은 온도를 필요로 합니다. 구리 촉매는 탄소–탄소 결합 및 탄소–헤테로원자 결합을 형성하는 전이 금속 매개 반응 중에서 울만(Ullmann) 반응, 딜스-알더(Diels-Alder) 반응, 고리 팽창, 카스트로-스티븐스(Castro-Stevens) 커플링, 카라쉬-소스노프스키(Kharasch-Sosnovsky) 반응 및 멜달(Meldal)과 샤플리스(Sharpless)에 의해 독립적으로 개발된 Cu(I) 촉매를 사용하는 위스헨(Huisgen) 1,3-쌍극성 고리화첨가의 주목할만한 변형에 사용됩니다. 자사는 귀하의 모든 구리 촉매 수요에 대응할 수 있는 효율적인 구리 촉매 및 전촉매뿐만 아니라 구리 함유 금속-유기 프레임워크(MOF) 성분 또한 제공합니다.

아연 촉매는 합성 화학 및 유기 합성에서 광범위하게 사용할 수 있습니다. 중간 강도 루이스 산으로서 작용하는 염화 아연 촉매는 피셔(Fischer) 인돌 합성을 촉진하여 아릴 하이드라존을 인돌로 변환하고, 프리델-크래프츠(Friedel–Crafts) 아실화를 촉진하여 염화 아렌 및 아실로부터 모노아실화 산물을 생성합니다. ZnCl₂에 더해, 산화아연 촉매는 다양한 촉매 전환에 유용할 수 있습니다. 자사는 입체특이적 및 위치선택적 반응을 촉진하는 다양한 아연 할로겐화물과 같은 추가 아연 촉매도 제공합니다. 촉매 특성에 더해, 자사의 아연 화합물은 화학 발광 퀀텀 도트 및 나노 물질에서 재료 과학 응용분야에도 사용될 수 있습니다. 자사의 아연 화합물은 네기시(Negishi) 커플링에 사용되는 유기 아연 시약 제조에서 출발 물질로 사용될 수도 있습니다.

노벨상 수상자 에이이치 네기시(Ei-ichi Negishi)에 의해 개발된 지르코늄 촉매 비대칭 탄소알루미늄화(ZACA) 반응은 가장 잘 알려진 지르코늄 촉매의 용도 예시 중 하나일 것입니다. ZACA 반응은 카이랄 비스(인데닐)지르코늄 촉매에 의해 촉진되는 유기알루미늄 제제로 알켄을 카이랄 기능화하는 수단을 제공합니다. 또 다른 주목할 만한 지르코늄 촉매는 이산화 지르코늄 또는 지르코니아입니다. 불균일 촉매 반응에서 지르코니아 촉매 애플리케이션 목록은 급속도로 성장하고 있습니다. 일부 애플리케이션에는 산화질소 분해, 카복실산을 알데하이드로 환원, 2차 알코올에서 말단 알켄으로 선택적 탈수, 일산화탄소에서 아이소부테인으로 수소화 등이 있습니다.

Ruthenium Catalysts

환경 친화적이고 쉽게 접근할 수 있는 산화제를 사용한 다양한 작용기의 선택적 산화 변환은 적절한 루테늄 촉매를 사용하여 쉽게 달성할 수 있습니다. 루테늄 촉매 작용은 알켄의 비대칭 에폭시화, 디옥시젠 종 생성, 올레핀 디하이드록실화 및 알코올의 산화적 탈수소화와 같은 산화 변환의 선택적 촉매 작용을 위한 합성 화학에서 매우 강력한 도구가 될 수 있습니다.

또한, 루테늄 촉매는 올레핀 복분해 반응 분야에서 가장 잘 알려진 그럽스(Grubbs) 촉매와 함께 복분해 반응에 광범위하게 활용됩니다. 그럽스 촉매의 광범위한 인기는 다양한 작용기에 대한 높은 내성, 공기 중에서의 높은 안정성 및 다양한 용매로 설명할 수 있습니다.

로듐 촉매는 탄소–수소(C–H) 결합의 활성화에 사용할 수 있는 적합한 촉진제이며, 촉매 작용을 위한 도전적이고 매력적인 도구로 부상하고 있습니다. 로듐 촉매 작용은 촉매 탈수소 교차 결합에 대한 관심의 증가를 발견하였으며, 우아한 C–C 결합 구조를 가능하게 합니다. 예시 대부분에서 팔라듐이 금속으로 선택되었지만, Rh 촉매가 이러한 활성화에 적합한 촉진제가 될 수도 있습니다. 또한 로듐은 귀중한 유기 프레임워크에 대한 실행 가능한 경로로서 아릴–아릴, 아릴–알켄 및 알켄–알켄과 같은 중요한 커플링에 대한 접근성을 제공합니다.

팔라듐 촉매의 반응 조건(온도, 용매, 리간드, 염기 및 기타 첨가제)을 미세 조정하는 능력은 팔라듐 촉매 작용을 유기 화학 합성에서 매우 다용도인 도구로 만듭니다. 또한, 팔라듐 촉매는 다양한 작용기에 대해 매우 높은 내성을 가지며 우수한 입체특이성 및 위치특이성을 제공할 수 있어 보호기의 필요성을 피하도록 돕습니다. 팔라듐 촉매는 매우 다양한 용도로 활용할 수 있는 촉매 그룹을 형성하며, 헥(Heck) 커플링, 스즈키(Suzuki) 커플링, 스틸(Stille) 커플링, 히야마(Hiyama) 커플링, 소노가시라(Sonogashira) 커플링, 네기시(Negishi) 커플링 및 버치왈드-하트윅(Buchwald–Hartwig) 아민화와 같은 탄소 결합 형성 반응(주로 C–C, C–O, C–N 및 C–F)에 사용되는 것으로 알려져 있습니다.

불균일 촉매의 경우, 린들라(Lindlar) 촉매(또는 린들라 팔라듐)와 같은 팔라듐 촉매는 선택적 수소화 촉진에서 고도로 효율적입니다. 이는 삼중 결합에서 시스-이중 결합으로의 전환, 폴리올레핀의 일수소화 및 아자이드의 아민으로의 수소화를 포함합니다.

자사의 광범위한 다용도 균질 및 불균일 팔라듐 촉매 제품을 검토해 주셔서 감사합니다. 정제 및 반응 후 정화의 보다 큰 편의성을 위해, 담지된 Pd 촉매뿐만 아니라 다양한 결합 형성 및 수소화/환원 반응에 적합한 재활용 및 고정화 Pd Encat^® 선택 항목을 포함합니다.

자사의 포트폴리오는 또한 유기 합성에서 전위 금속 촉매 반응을 위한 광범위한 고품질 은 촉매를 제공하고 있습니다. 은 촉매는 은 화합물의 높은 산화력과 높은 산화 잠재력으로 인해 널리 사용되고 있습니다. 또한 은 활성체로도 사용되며 금을 비롯한 다른 촉매의 전기음성도를 향상시킵니다. 유기 및 무기 합성은 은 화합물의 화학량론적 산화 전위로부터 혜택을 누립니다. 균일 은 촉매 유기 변형은 은의 고유한 산화환원 화학을 강조하며, 높은 입체특이성 및 위치선택성으로 반응을 촉진할 수 있습니다. 은 촉매는 분자 간 및 분자 내 결합 형성 모두를 효율적으로 매개합니다. 은 촉매 작용과 관련된 불균일 공정에는 NO_x 환원 및 일산화탄소(CO)에서 이산화탄소(CO₂)로의 촉매 산화가 포함됩니다. 은(I) 염류는 다양한 은 촉매 친핵성 첨가 반응 및 유기 변형에도 사용됩니다.

자사는 유기 합성에서 다양한 작용기의 수소화 및 탈수소화 반응에 사용되는 효율적인 백금 촉매, 예를 들어, 애덤스(Adams) 촉매라고도 하는 이산화백금을 제공합니다. 활성 Pt 촉매인 백금흑은 반응 중에 형성됩니다. 알카인에 대해 백금 촉매 반응을 활용하면 신 첨가(syn-addition)가 발생하여, 시스-알켄을 형성합니다. 백금 촉매를 사용한 가장 중요한 변형 두 가지는 질소 화합물을 아민으로 그리고 케톤을 알코올로 수산화하는 것을 포함합니다. 주목할 만하게도, 알켄의 환원은 니트로기를 환원시키지 않고 니트로기 존재 하에 애덤스(Adams) 촉매를 사용하여 수행될 수도 있습니다. 백금 촉매는 팔라듐 촉매보다 선호되어 니트로 화합물을 아민으로 환원하는 경우 수소화분해를 최소화합니다. 이러한 Pt 촉매는 팔라듐 촉매를 사용해서는 발생하지 않는 반응인 페닐 포스페이트 에스테르의 수소화분해를 위해 사용됩니다.

1980년대 이전에 금은 낮은 촉매 활성을 구비한다고 여겨졌습니다. F. Dean Toste(University of California, Berkeley) 등이 주도한 발전은 금을 전이 금속 촉매 반응의 최전선으로 나아가게 했습니다. 특히, 포스핀 결찰 금(I) 착체는 최근 온순 조건 하에서 다양한 반응을 수행할 수 있는 강력한 C–C 결합 형성 촉매로 부상했습니다. 유용한 C–C 결합 구성 방법 목록에는 사이클로프로페인화, 엔인 이성질체화, 라우텐스트라우흐(Rautenstrauch) 재배열, 엔 반응 및 고리 확장이 포함됩니다. 일반적으로, 촉매 시스템은 은 염 조촉매와 조합된 포스핀 금(I) 클로라이드 착물에 의존하여 활성 종을 in situ에서 생성합니다.