3 Hydroxy Butanol Side as a Product Hydroformylation of Allyl Alcohol Catalyzed Carbonyl Cobalt Complex: Reaction Mechanism Study Using Density Functional Theory Computational study
Daftar Isi:
- Pada studi komputasi mekanisme reaksi hidroformilasi alil alkohol terkatalisis komplek HCo(CO)4 menjadi 3-hidroksi butanal melalui beberapa tahap. Struktur hipotesis reaktan, zat antara dan produk dibuat secara komputasi. Untuk menentukan konformasi struktur hipotesis diperlukan prediksi struktur secara geometri. Sedangkan untuk mengetahui struktur mana yang lebih disukai secara termodinamika dilakukan studi secara energetika. Prediksi struktur geometri dan energetika ini dapat dilakukan dengan metode ab initio. Mekanisme reaksi hidroformilasi alil alkohol yang di usulkan terdiri dari beberapa tahap, yaitu: Pembentukan katalis HCo(CO)3, koordinasi alil alkohol pada katalis HCo(CO)3, penyisipan 2,1 alil alkohol terhadap ikatan Co-H, karbonilasi, adisi oksidatif dan eliminasi reduktif. Untuk perhitungan menggunakan perangkat lunak Firefly 8.1 dan Gaussian 03w dengan menggunakan metode teori fungsi rapatan (DFT). Hasil perhitungan menunjukkan hasil energi tiap masing-masing molekul berbeda. Adapun hasil energi tertinggi terjadi pada tahap pemutusan satu ligan CO ekuatorial pada katalis HCo(CO)4 menjadi katalis aktif HCo(CO)3 sebesar 161,80 kJ/mol. Untuk menghasilkan aldehid rantai cabang, pada tahap koordinasi ikatan rangkap alil alkohol dibuat sejajar ikatan Co-H dengan posisi OH pada ligan asil berada dibawah. Karbonilasi melalui migrasi alkil ke ligan CO ekuatorial akan menghasilkan kompleks asil dengan adanya interaksi agostik Co dengan β-H dari karbonil. Penataan ulang tahap karbonilasi tersebut akan membentuk kompleks dengan interaksi Co dengan oksigen pada C=O, yang memiliki energi lebih rendah. Dengan adanya gugus C=O pada kompleks asil, memungkinkan untuk berlangsung tahap adisi oksidatif dan eliminasi reduktif. Pada tahap adisi oksidatif terjadi adanya adisi gas hidrogen yang akan terikat oleh atom Co. Sedangkan pada tahap eliminasi reduktif terjadi pemisahan subtituen membentuk produk dan katalis aktif.