Test de saisie
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Test de saisie
L’oxydation verte du méthane, est-elle possible ? Pour la première fois, des chimistes du CNRS (IRCELYON) ont réussi à réaliser l’oxydation du méthane dans l’eau à 25-50°C sur des catalyseurs ferriques binucléaires de nouveau type. L’oxydation douce du méthane est un défi majeur en chimie au niveau fondamental et industiel. Malgré d’intenses d’efforts de recherches, aucun système chimique n’était jusqu’alors capable d’oxyder le méthane dans les conditions physiologiques imitant les catalyseurs naturels (les méthane monooxygénases), Cette découverte fait l’objet d’une publication dans la revue Chemical Communications de mai 2008. Le méthane est le principal composant du gaz naturel. Cette molécule organique, la plus simple mais la plus difficile à transformer, est en effet «un gaz noble de la chimie organique». L’oxydation sélective du méthane à basse température est donc l’une des problématiques les plus difficiles qui a une importance pratique significative pour la synthèse d’intermédiaires. Seules les enzymes, du type méthane monooxygénases (MMO), oxydent le méthane dans les conditions physiologiques (eau, température ambiante). Le site actif de MMO soluble est composé d’un complexe avec deux ions ferriques. Une somme considérable de travaux a été consacrée au développement de modèles chimiques des MMO en utilisant les complexes binucléaires du fer «non-héminiques». Des complexes qui miment l’organisation structurale et les propriétés spectroscopiques de MMO ont été proposés, mais des systèmes modèles biomimétiques capables d’oxyder le méthane n’ont jamais été décrits. Un chercheur de l’IRCELYON, Alexander Sorokin, a mis au point un nouveau concept : l’utilisation de complexes macrocycliques binucléaires comme catalyseurs de l’oxydation. Jusqu’à présent, les complexes similaires ont été complètement ignorés comme catalyseurs et ont même été considérés comme des formes inactives en catalyse. Cette approche s’est avérée très fructueuse : le complexe binucléaire à base de phtalocyanine du fer possède des propriétés catalytiques remarquables capables d’activer H2O2 pour former une espèce oxydante très forte détectée à l’aide de différentes techniques spectroscopiques. Pour la première fois l’oxydation efficace du méthane en méthanol, formaldéhyde et acide formique, dans l’eau pure et à température ambiante a été obtenue. Cette découverte est une percée significative dans le domaine de l’oxydation avec un potentiel important pour des développements futurs. R R H N N N H N N N R N R C R N N R H N Fe H N N N Fe N N N N R R L’eau 25-50°C H2O2 Produits Cet article a été sélectionné par la Royal Society of Chemistry comme ‘Hot Article’. Ces travaux sont repris et commentés dans la revue ‘Chemical Technology’ qui recense les faits marquants de la recherche en chimie. Continuer parge suivante. Copie de la page de commentaire de la Royal Society of Chemistry : http://www.rsc.org/Publishing/ChemTech/Volume/2008/06/methane_oxidation.asp Chemical Technology A magazine highlighting the latest applications and technological aspects of research across the chemical sciences. Catalyst mimics nature's methane oxidation 07 May 2008 Scientists in France have developed the first mild, enzyme-inspired method to convert methane to industrially valuable products. Alexander Sorokin and colleagues at the University of Lyon made an organometallic complex that oxidises methane to methanol at low temperatures using hydrogen peroxide. Methane is the main component of natural gas but also the least reactive. In certain types of bacteria, the enzyme methane monooxygenase converts methane to methanol under very mild conditions. Essential for its activity is its diiron centre, which forms a reactive oxygen-bridged species that can oxidise C-H bonds. Chemists have tried to mimic this catalytic process but until now have not succeeded. Using porphyrin-like ligands known as phthalocyanines, Sorokin made a diiron complex in which the two irons are bridged with a nitrogen atom. He found that the complex activated hydrogen peroxide, forming a very strong species that oxidised methane in water at temperatures as low as 25 degrees Celsius. Depending on the reaction conditions, the resulting methanol could be oxidised further to formaldehyde and formic acid. "This is a significant step in advancing one of the great problems: the direct partial oxidation of methane to methanol" - Robert Crabtree, Yale University, New Haven, US 'Dimeric structures are often considered as inactive in catalysis,' explains Sorokin. 'However, we hypothesised that diiron porphyrin-like complexes could stabilise high oxidation state species due to delocalisation of charge at the two irons and the ligands. The key point is the stability of the binuclear core during catalysis.' Robert Crabtree, professor of inorganic chemistry at Yale University, New Haven, US, is impressed by the results. 'This is a significant step in advancing one of the great problems: the direct partial oxidation of methane to methanol,' he says. Sorokin says he believes that this novel catalyst presents great potential for further development. 'This finding should initiate studies directed towards optimising its structure to tune its catalytic properties and increase its scope towards the clean oxidation of other difficult-to-oxidise substrates to useful products,' he says. Roxane Owen Link to journal article Bio-inspired oxidation of methane in water catalyzed by N-bridged diiron phthalocyanine complex Alexander B. Sorokin, Evgeny V. Kudrik and Denis Bouchu, Chem. Commun., 2008 DOI: 10.1039/b804405h Also of interest From methane to methanol Ionic liquids could be the key to a commercial process for converting natural gas to methanol. Turning gas into fuel cheaply Fuel cell converts methane to methanol at lower temperature and pressure The quest for the particulate methane monooxygenase active site Raquel L. Lieberman and Amy C. Rosenzweig, Dalton Trans., 2005, 3390 DOI: 10.1039/b506651d Catalysis in Application Copyright: 2003 D Lennon This book presents a snapshot of the most up-to-date developments in the field of applied catalysis.