Happikatalyyttisille

Happikatalyyttisille on suomenkielinen termi, jota käytetään kuvaamaan hapen (molekyylihapin, O2) osallistumiseen oksidaatioon perustuvissa katalyysijärjestelmissä. Termi viittaa sekä itse hapen toimimiseen oksidanttina että siihen liittyviin mekanismeihin, joissa O2 käynnistää tai ylläpitää katalyysiprosessia. Käytännössä hapikatalyyttisiä järjestelmiä tarkastellaan usein aerobisina (aerobic) oksidaatioina, joissa ilma tai O2 toimii oksidanttina raaka-aineille.

Yleisiä hapikatalyyttisten järjestelmien esimerkkejä ovat siirtymämetallikatalyytit, kuten koboltin, rютnian, rautan ja kuparin epäorgaaniset tai organometalliset kompleksit, sekä organokatalyytit, jotka hyödyntävät O2:aa oksidaatioihin. Näissä järjestelmissä hapen rooli voi olla suora oksidantti tai välillinen, esimerkiksi muodostamalla aktiivisia metalloid- tai 利radikaalivaiheita, kuten metal-oxo- tai peroksidivälitteisiä väyliä. Hapikatalyytteja sovelletaan laajasti erilaisten yhdisteiden oksidointiin.

Sovellukset kattavat muun muassa primaarien ja sekundaaristen alkoholeiden oksidoinnin aldehydeiksi tai ketoneiksi, alkeenien epoksidoinnin sekä C-H-bondien funktionalisoinnin. Etuja ovat mahdollisuus käyttää ilmasta saatavaa hapetinta sekä vihreämpien oksidaatioprosessien kehittäminen, mutta haasteina ovat kontrolloitu valinta, reaktio-olosuhteiden turvallisuus sekä korkean valintakyvyn ja kestävyyden saavuttaminen monimutkaisissa systeemeissä. Hapikatalyyttiset lähestymistavat jatkuvat kehittymään sekä teoreettisesti että käytännössä.