Lood- en thalliumionen katalyseren de omzetting van methaan, ethaan en propaan in vloeibare esters. Hat zou de aanzet kunnen vormen van een heel nieuwe manier om benzine te maken uit aardgas, suggereert een Amerikaanse publicatie in Science.

Het slechte nieuws is dat het voorlopig alleen werkt in een ‘superzuur’ als trifluorazijnzuur, en dat die esters dus tamelijk nutteloze trifluoracetaatesters zijn. Maar de auteurs hebben enige hoop dat het ze uiteindelijk ook met ‘gewoon’ azijnzuur lukt.

De keuze voor lood (IV) en thallium (III) is enigszins verrassend. Het zijn zogeheten hoofdgroepelementen uit de zijkant van het periodiek systeem. Bij pogingen om alkanen te oxideren doet men meestal een greep uit de overgangsmetalen uit het midden. Met hoofdgroepmetalen is het ook wel eens geprobeerd, onder meer in 1993 door de huidige auteurs, maar toen leek het niet te werken.

In hu nieuwe publicatie bekennen ze dat ze indertijd een verkeerde inschatting hebben gemaakt. Het reactiemechanisme moet uit twee stappen bestaan: eerst bindt het metaalion aan het alkaan, dan knipt het er een waterstofkern af en vervangt die door acetaat. Indertijd dachten ze dat de eerste stap snelheidsbepalend was en dat de energiebarrière alleen maar groter werd naarmate het metaalion elektrofieler was. In die optiek waren Pb⁴⁺ en Tl³⁺ niet eens de moeite van het proberen waard.

Maar nu blijkt dat juist de tweede stap, dus de C-H activering, het tempo bepaalt en dat een sterk elektrofiel kation die barrière juist verláágt. De additie van het acetaat gaat daarna vrijwel vanzelf.

Het zou betekenen dat dat superzuur niet essentieel is en dat er misschien wel een truc is te vinden om het ook met een zwakker zuur als azijnzuur te laten lukken. En dán heb je een spotgoedkope manier in handen om vloeibare brans\dstoffen te maken uit aardgas.

bron: Science