a. Chọn hệ xúc tác (kim loại/chất mang) để oxy hóa selektif C–H bậc benzylic thành alcohol/ketone với hoạt độ cao; nêu cơ sở chọn. b. Mô tả cơ chế phản ứng sơ lược (radical vs metal-oxo) và cách kiểm s...

a. Để oxy hóa selektif C–H bậc benzylic thành alcohol/ketone với hoạt độ cao, một hệ xúc tác hợp lý có thể là bạch kim (Pt) hoặc palladium (Pd) kết hợp với chất mang như carbon hoạt tính (AC) hoặc silica (SiO2). Cơ sở chọn lựa: - Bạch kim và palladium đều có khả năng xúc tác tốt cho phản ứng oxy hóa và có độ chọn lọc cao đối với các liên kết C–H bậc benzylic. - Chất mang như carbon hoạt tính giúp tăng diện tích bề mặt tiếp xúc của xúc tác với chất nền, từ đó làm tăng hoạt độ và hiệu suất phản ứng. b. Cơ chế phản ứng có thể diễn ra theo hai cách: thông qua gốc tự do (radical) hoặc thông qua kim loại-oxo (metal-oxo). - Cơ chế gốc tự do: liên kết C–H bị phá vỡ tạo ra gốc tự do benzylic, sau đó gốc tự do này phản ứng với oxy để tạo thành hydroperoxide, cuối cùng là sản phẩm oxy hóa. - Cơ chế kim loại-oxo: kim loại xúc tác sẽ tạo ra một phức chất với liên kết C–H, sau đó oxy từ kim loại-oxo sẽ oxy hóa liên kết này thành alcohol hoặc ketone. Cách kiểm soát over-oxidation: - Điều chỉnh điều kiện phản ứng như nhiệt độ, áp suất và thời gian phản ứng để hạn chế sự hình thành các sản phẩm oxy hóa không mong muốn. - Sử dụng các tác nhân khử hoặc điều chỉnh tỷ lệ giữa chất oxy hóa và chất nền để kiểm soát mức độ oxy hóa. c. Đề xuất thí nghiệm đánh giá selectivity, TOF (turnover frequency) và robustness (tolerance chức năng): 1. **Đánh giá selectivity**: Tiến hành phản ứng với các mẫu khác nhau của C–H bậc benzylic và phân tích sản phẩm bằng phương pháp sắc ký khí (GC) hoặc sắc ký lỏng (HPLC) để xác định tỷ lệ sản phẩm mong muốn so với các sản phẩm không mong muốn. 2. **Đánh giá TOF**: Đo lường TOF bằng cách chia số mol sản phẩm thu được cho số mol xúc tác đã sử dụng và thời gian phản ứng. Sử dụng điều kiện tối ưu để có kết quả chính xác. 3. **Đánh giá robustness**: Thử nghiệm với các mẫu có chứa các nhóm chức khác nhau (như -OH, -NH2, -COOH) trong phân tử để xác định khả năng chịu đựng của xúc tác đối với các nhóm chức này, theo dõi hiệu suất và độ chọn lọc của phản ứng. Thông qua các thí nghiệm này, ta có thể đánh giá hiệu quả của hệ xúc tác và tối ưu hóa điều kiện phản ứng để đạt được kết quả tốt nhất.