Reppe-karbonilezés

A “Reppe-karbonilezés” tulajdonképpen egy gyűjtőfogalom; a Walter Reppe által kifejlesztett, szén-monoxid felhasználására épülő reakciók tartoznak ide. Kiss [2001] Ez a módszer szerves szubsztrátumunk és szén-monoxid reakcióját használja fel különféle termékek, például aldehidek, savak, észterek és más értékes szerves vegyületek előállítására. (Tulajdonképpen még az előző fejezetben bemutatott CO/etilén kopolimerizáció, sőt akár a hidroalkoxikarbonilezés is ide tartozik.) Ebben a fejezetben kizárólag az alkinek karbonilezéséről esik szó.

A folyamatot többnyire nikkel, kobalt vagy palládium katalizátorok alkalmazásával hajtják végre. A 9.10 ábra a BASF által alkalmazott Röhm & Haas reakciót mutatja be, mely acetilénből állít elő akrilsav-észtereket.

**9.10. Ábra:** A Reppe-karbonilezés egyenlete
$\includegraphics[width=0.99\textwidth]{karbonil/reppecarb}$

Palládium-karbonil komplex esetén a reakció mechanizmusa a 9.11 ábrán látható. Itt megjegyzendő, hogy a nikkel-tetrakarbonilhoz hasonló Pd(CO)₄ komplex nem stabilis, ugyanis a ligandumdisszociációs reakciója a Pd(CO)₃ irányába tolódik el. Homoleptikus egymagvú palládium-karbonilokat eddig kizárólag mátrixizolációs spektroszkópiával tudtak kimutatni, a jelenlétük viszont több katalitikus reakcióban is szinte biztosra vehető.

**9.11. Ábra:** A Reppe-karbonilezés mechanizmusa.
$\includegraphics[width=0.6\textwidth]{karbonil/reppecarb_mech}$

A reakció aktív katalizátora a 14 elektronos Pd(CO)₂ komplex, mellyel oxidatív addícióban reagál a H-X hidrogénforrás, ami jelen esetben metanol (1). A keletkező siknégyzetes hidrido-metoxi komplexből távozik egy CO, helyére érkezik az acetilén szubsztrátum (2). A “side-on” koordinációjú alkin aztán beékelődéssel vinil komplexszé alakul át (3) majd a Pd- $\mathrm{C}_{sp^2}$ kötésbe ékelődik be a CO ligandum (persze itt is vándorlásos beékelődésről van szó) és a helyére egy másik szén-monoxid érkezik a külső gáztérből (4). Az akriloil csoport aztán egy reduktív elimináció formájában reagál a metoxi ligandummal és metil-akrilát keletkezik (5) a Pd(CO)₂ katalizátor regenerálódása mellett.

A metil-akrilát számos ipari alkalmazásban nélkülözhetetlen alapanyag. Széles körben használják polimerek és kopolimerek gyártásához, amelyek rugalmasak, átlátszóak és jó mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek. Ilyen anyagok például a metil-metakrilát kopolimerek, amelyek különféle műanyagok alapanyagaként szolgálnak. A poli(metil-metakrilát) (PMMA, vagy plexi) átlátszó műanyag, a metakrilsav metil-észterének polimerje. A PMMA előnye a kis sűrűsége (fele az üvegének), a nagy ellenállósága fizikai behatásokkal szemben. Jók az optikai tulajdonságai, és szilánkmentesen törik.

A metil-akrilát alapú polimerek emellett használatosak festékek, lakkok és bevonatok előállításában, mivel javítják a termékek tapadását és tartósságát. Az akrilát alapú ragasztók erős kötést biztosítanak különféle anyagok között, beleértve a műanyagokat, a fémeket és a faanyagokat.