At få bismuth til at opføre sig som et overgangsmetal

Et team af forskere ved Max Planck Institut für Kohlenforschung har fundet en måde at få bismuth til at opføre sig som et overgangsmetal. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Videnskab , gruppen beskriver deres metode til at få bismuth til at orkestrere obligationsbyttebegivenheder.

Bismuth er et rødgrå pentavalent post-transition metal - det er skørt og hvidt, når det først produceres. Den får sin rødlige nuance på grund af oxidation. Det bruges i en bred vifte af produkter, herunder lægemidler, pigmenter og kosmetik. Det bruges sjældnere som et reagens i kemiske reaktioner. Kemikerne med denne nye indsats forsøgte at ændre det, fordi bismuth, i modsætning til de fleste andre metaller, er sikkert til konsum.

Forskerne bemærker, at overgangsmetaller er nyttige som katalysatorer, fordi de kan bevæge sig frem og tilbage mellem oxidationstilstande. En sådan fleksibilitet gør det muligt for dem at glide ind og ud af kemiske bindinger. Dette giver dem mulighed for at blive brugt i applikationer, hvor de kan klippe bindinger mellem et ikke-metallisk fast stof, såsom bor og carbon - og derefter tilføje en carbonfluor som erstatning. Forskerne bemærker, at brug af bismuth i stedet ville give kemikere mulighed for at udføre lignende reaktioner, resulterer i sikrere slutprodukter.

Teamets arbejde involverede at producere en katalysator ved at optimere ligander, der indeholdt en sulfoximindel, der kunne bruges til fluorering af arylboronsyreestere gennem bismuthredox-cyklusser. De forskellige vismutarter gennemgik krystallografisk karakterisering sammen med undersøgelser af kulstof-fluorbindingshændelser, hvilket førte til identifikation af funktioner, der kunne bruges til at udføre en fuld katalytisk cyklus. De påpeger, at den reaktion, de udviklede, krævede et mekanistisk rationale - det kunne ikke være sket gennem tilfældig blanding.

Forskerne bemærker, at der stadig er problemer med reaktionerne, der skal løses, før bismuth kan bruges som overgangsmetal. De beskriver deres arbejde mere som et proof-of-concept end en demonstration af vismutbrug i kommercielle applikationer. De foreslår endvidere, at deres tilgang sandsynligvis vil egne sig til reaktioner, der ikke kan udføres med andre metaller i stedet for at erstatte metaller i reaktioner, der allerede bruges i kommercielle applikationer.

© 2020 Science X Network