Effet de l’interaction métal-support sur la régiosélectivité : hydrogenation du crotonaldéhyde sur cluster de platine supporté sur une surface (111) d’oxyde de cérium

L'hydrogénation sélective d'aldéhydes α-β insaturés est d'un grand intérêt en chimie fine pour les parfums ou pour l'industrie pharmaceutique. Parmi les produits intéressants, l'alcool insaturé est obtenu par hydrogénation de la double liaison C = O. L'aldéhyde saturé, habituellement non désiré, qui est le produit thermodynamiquement favorisée, découle de l'hydrogénation de la double liaison C = C. Au cours des vingt dernières années, de nombreux travaux expérimentaux ont été consacrés à la recherche de catalyseurs efficaces pour des hydrogénations sélectives.

L'interaction métal-support sur la réactivité chimique est illustrée ici par des calculs DFT pour l'hydrogénation du crotonaldéhyde sur des clusters de platine déposées sur de l’oxyde de cérium CeO₂ (1 1 1). L’adsorption du crotonaldéhyde sur le cluster supporté est globalement renforcée, par rapport au Pt (1 1 1), à la fois au-dessus du cluster et à l'interface avec l'oxyde de cérium. Les barrières d'activation de la première et de la deuxième étapes d'hydrogénation sont par conséquent augmentées à la fois pour C = O et pour C = C, mais en particulier pour C = O sur le dessus du cluster, par rapport à Pt (1 1 1). En revanche, l'hydrogénation de la double liaison C = O est beaucoup plus facile à l'interface avec l'oxyde de cérium, ce qui souligne le rôle clé du support. Le modèle considéré présente une voix vers la formation préférentielle de l'aldéhyde saturé, contrairement aux mesures. Cette étude ouvre la voie à des modèles théoriques avancés avec de plus grandes nanoparticules supportées sur la cérine réduite en conditions réelles.

Metal–support interaction effects on chemo–regioselectivity: Hydrogenation of crotonaldehyde on Pt₁₃/CeO₂(1 1 1)
Françoise Delbecq, Yan Li, David Loffreda
Journal of Catalysis, Volume 334, February 2016, Pages 68–78.
doi:10.1016/j.jcat.2015.10.028