Menguraikan ikatan karbon-karbon

 

Para ahli kimia di Amerika Serikat telah menemukan suatu komplek tungsten yang dapat menguraikan suatu ikatan karbon-karbon yang kuat pada cincin aromatik. Mengelabui suatu ikatan tidak reaktif C-C untuk berperan serta pada reaksi kimia dapat membuka keseluruhan kemungkinan baru kimiawi organometallic untuk sintesis dan industri petrokimia.
Ged Parkin dan Aaron Sattler pada Columbia University, New York, mula – mula mencari komplek molybdenum yang dapat memecah ikatan karbon-nitrogen dari cincin persenyawaan heteroaromatic. Ide ini adalah untuk meningkatkan hydrodenitrogenasi – suatu proses yang dimana nitrogen yang dilepaskan dari campuran bahan bakar fosil. ‘Kita mendapatkan kesuksesan dengan molybdenum, namun kita tidak pernah mengatur untuk memecahkan ikatan C-N,’ kata Parkin.
Tim tersebut beralih pada komplek tungsten, yang umumnya lebih bertenaga dalam reaksi pembelahan ikatan. Saat mereka menambahkan quinoxaline pada komplek tersebut, dari pada memecahkan ikatan C-N bonds sebagaimana apa yang mereka harapkan, mereka menemukan bahwa ikatan C-C telah dibelah unutk membentuk pembukaan diisonitrile. ‘Jadi kita melakukan  suatu rekasi pembelahan ikatan,’ tambah Parkin, ‘bukannya sesuatu yang kita harapkan, namun dalam peninjauan kembali ini jauh lebih menarik.’
Tim ini berpikir bahwa suatu rangkaian insersi C-H dapat mengarahkan pada suatu komplek dimana ikatan C-C dapat dibelah
David Milstein, seorang ahli dalam kimia organometallic pada Weizmann Institute di Rehovot, Israel, berpikir bahwa pekerjaan ini cukup luar biasa: ‘ikatan C-C aromatik sungguh kuat, dan bahkan sengan ikatan tunggal C-C tip reaksi ini sangatlah jarang.’ Dia menambahkan bahwa kebanyakan kasus pembelahan ikatan C-C telah dilihat pada regangan molekul – molekul dimana pembelahan ikatan melepaskan tegangannya.
Bagaimanapun, Milstein menunjukkan bahwa reaksi hanya menunjukkan pekerjaan bagi quinoxaline, dan merupakan suatu reaksi stoichiometric – salah satu molekul komplek dari komplek tungsten diperlukan untuk setiap quinoxaline – tetapi ada potensi untuk mengembangkannya. ‘Pada saat hal ini merupakan kepentingan yang paling fundamental,’ katanya, ‘namun anda bisa melihat kemungkinan pelepasan ligand [diisonitrile] baru.’ Dia menambahkan bahwa pembuatan proses katalis akan bergantung pelepasan ligand tanpa mempengaruhi rekatifitas dari komplek tersebut, yang mungkin dapat menjebak.
Parkin gembira mengenai pengembangan ilmu kimia, namun fokus pertamanya adalah uuntuk memahami dan mengawasi mekanisme. ‘Kita telah mengajukan suatu mekanisme yang berdasar pada fakta bahwa heterosiklus nitrogen dipahami untuk mengkoordinasikan melalui atom nitrogen dan kemudian memasukkan metal kedalam ikatan C-H yang bersebelahan,’ kata Parkin. Dia menjelaskan bahwa jika tungsten melakukannya dua kali, maka ini akan membentuk suatu aryne-yang bertipe komplekj tungsten dihydride dengan suatu regangan cincin tiga anggotadari ikatan C-C dan pusat W. Pelepasan H₂ dan pembelahan ikatan C-C lalu memberikan komplek diisonitrile stabil.
Bagaimanapun, ini hanya salah satu dari beberapa langkah rekasi yang dapat diambil, jadi unutk mengklarifikasi apa yang terjadi Parkin sangat berminat untuk menyelidikinya lebih lanjut. ‘Kita ingin untuk melihat pada heterosiklus lainnya, namun kita perlu ingin melihat pada komputasionalnya untuk mendapatkan wawasan lebih kedalam mekanismenya.’ Dia juga optimistis bahw apekerjaan ini akan membuka pintu untuk reaksi serupa lainnya: ‘ini merupakan suatu jenis dimana sekali orang melihatnya, maka ini akan mulai menyebar ke mana – mana.’
Phillip Broadwith
Referensi
A Sattler and G Parkin, Nature, 2010, DOI: 10.1038/nature08730