QUANTUM CHEMICAL INVESTIGATIONS OF METHANE AND DIOXYGEN ACTIVATION REACTIONS OF Fe(II)- BISPYRAZOLEPYRIDINE

Fe(II)-B?SP?RAZOLP?R?D?N?N METAN VE D?OKS?JEN AKT?VASYONU REAKS?YONUNUN KUANTUM K?MYASAL ?NCELEMELER?

Abstract

Oxidative C-H bond activation is of utmost importance in the context of converting small hydrocarbons to alcohols as an alternative to fossil fuel consumption. Despite decades of continued research that utilized transition metal compounds, only a limited number of simultaneous O2 and C-H activation processes are available and it is still challenging to harness alkanes more directly, efficiently and cleanly by using low cost catalysts under mild conditions.[1] In this study, we present a Density Functional Theory analysis (at B3LYP/cc-pVTZ level of theory) reaction mechanisms of methane to methanol conversion with Fe(II)-bispyrazolpyridine (Fe(II)bpp). Structural, energetic, and electronic parameters are reported for the species in the proposed mechanism given in Figure 1.

Özet

Oksidatif C-H bağ aktivasyonu, küçük hidrokarbonların, fosil yakıt tüketimine alternatif olabilecek alkollere dönüşümünde son derece önemlidir. Yıllardır geçiş metali bileşikleri kullanılarak yapılan araştırmalara rağmen, O2 ve C-H aktivasyonunu aynı anda gerçekleştirebilen sınırlı sayıda proses mevcuttur. Ayrıca alkanlardan, makul şartlarda, düşük maliyetli katalizörler kullanılarak, doğrudan, etkin ve temiz bir şekilde yararlanmak hala oldukça iddialı bir hedeftir. Bu çalışmada; Fe(II)-bispirazolpiridin (Fe(II)bpp) ile metan metanol dönüşümü reaksiyon mekanizmaları Yoğunluk Fonksiyoneli Teorisi ile (B3LYP/cc-pVTZ seviyesinde) sunulmuştur. Şekil 1.'de önerilen mekanizmadaki türlerin yapısal, enerjitik ve elektronik parametreleri açıklanmıştır.