Koncepty pro výbìrové oxidaèní reakce

Vývoj základního porozumìní chemických reakcí má primární význam pro rozvoj lidstva. Mezi hlavními výzvami budoucího vývoje je rozvoj nových strategií pro využití omezených globálních zdrojù energií a dále i využití biogenických zdrojù. V tomto ohledu jsou nové a zlepšené metody pro èásteènou výbìrovou oxidaci jedny z hlavních výzev pro katalýzu ve 21. století. Výzkum plynné fáze provádìný naším týmem poskytuje nové pohledy daleko za rozsah obvyklého výzkumu hmotnostní spektrometrie. Pro zmínku jen nìkolika málo úspìchù ve výše zmínìném uvádíme dvì publikace: èlánek nazvaný "Two-state reactivity as a new concept in organometallic chemistry" (Dvoustavová reaktivita jako nový koncept v chemii organických kovù) v Accounts of Chemical Research (2000), kde je pøedstavena nová forma reaktivity. Tento èlánek byl zatím citován více než 160krát a asi polovina tìchto citací byla použita biology nebo biochemiky, protože dvoustavová reaktivita (TSR) má základní význam v oblasti enzymù kovù.

Podstatou TSR je výskyt rotaèní zmìny podél reakèní souøadnice chemické pøemìny, jak je ukázáno na výše zobrazeném schématu týkajícím se oxidace alkanu RH slouèeninami kov-kyslík MO. TSR scénáø má rozhodující dùsledky pro reakèní kinetiky a distribuci produktù a má z tohoto dùvodu extrémní význam pro hlubší porozumìní tìchto reakcí.

Jako druhý pøíklad zmiòujeme zprávu o aktivaci metanu plynným MgO⁺ kationtem v Angewandte Chemie International Edition (2006), což bylo opìtovnì pøedpokládáno teorií, ale nemohlo být dokázáno v pøedchozích experimentálních výzkumech. Pomocí elektrosprejové ionizace byl poprvé vygenerován samotný MgO⁺ v adekvátních výtìžcích pro následující výzkum reaktivity. Navíc k experimentálním pracím studujeme pomocí odpovídajících výpoètù povrch s potencionální energií pro spojenou C-H aktivaci metanu za použití MgO⁺, což poskytuje kompletní obraz tohoto technologicky dùležitého procesu (viz následující obrázek).