Nieuws

Bismut gaat helemaal los

Arjen Dijkgraaf | maandag 22 februari 2021

Bismutoxide katalyseert reacties met alkylbromides door eerst zelf te veranderen in een oplosbare vorm van bismutbromide. Wat heterogene katalyse leek, is dus in feite homogene katalyse.

Het viel te verwachten, suggereren Paola Riente (ten tijde van het onderzoek werkzaam aan de Universiteit van Amsterdam, inmiddels werkzaam in Eindhoven) en Timothy Noël in Nature Communications. In organische solventen is Bi2O3 onoplosbaar dus als je het toevoegt in poedervorm krijg je een troebel mengsel. Maar na de reactie is de vloeistof ineens helder.

Bismutoxide is een populaire fotokatalysator voor diverse laboratoriumsyntheses. De stof is relatief goedkoop, niet giftig en ze reageert op zichtbaar licht. Dat niemand weet wat daarbij precies gebeurt, is binnen de heterogene katalyse niet ongebruikelijk.

Vrij recent bleek de combinatie van licht en bismutoxide ook α-alkyleringen van aldehydes, ATRA-reacties (atom transfer radical addition) en Kharasch-addities te katalyseren. Deze reacties hebben twee dingen gemeen: er komen bromides aan te pas, en zodra de vloeistof helder wordt weet je dat het is gelukt. Toen UV-vis spectrometrie daarbij twee kersverse absorptiebanden liet zien, was het een kwestie van optellen: bismutoxide is slechts een precursor van de échte katalysator, die op zijn minst bismut- en broomionen bevat en die oplost in het gebruikte solvent.

Het is nog niet gelukt die ware katalysator in handen te krijgen. Maar collega’s van het Catalaanse chemie-instituut ICIQ stelden via DFT-computerberekeningen vast dat hij ‛nauw moet zijn verwant aan BiBr3’. Mogelijk zitten er nog maximaal drie extra broomkernen omheen. Het kan zelfs gaan om een groter complex met twee Bi3+-ionen.

Het houdt in dat je hergebruik van Br2O3 wel kunt vergeten. Maar we zeiden het al: dat spul is niet duur. Het droge poeder is veel makkelijker te hanteren dan het sterk hygroscopische BiBr3. En Noël ziet aankomen dat de overgang van heterogeen naar homogeen met name een groot voordeel is in flowreactoren, die gemakkelijk verstopt raken.

 

KVCV

Lid worden van de KVCV? Ontdek de voordelen!

Logo KVCV

KVCV Facebook

De KVCV is ook op Facebook te vinden:

facebook

Ontvang de nieuwsbrief

Meld je aan voor de nieuwsbrief en blijf op de hoogte van het laatste nieuws van Mens & Molecule.

Meld je nu aan!