Mediated electrochemical synthesis of aromatic aldehydes, ketones, and quinones using ceric methanesulfonate

Electrochemical redox processes involving soluble cerium species

“…During the 1970s and 1980s, cerium oxidant solutions entered the fields of unwanted organic destruction [24], nuclear decontamination [25], gas scrubbing [27], and analysis involving chemiluminescence [28]. Kreh et al reintroduced MSA as a high solubility medium for cerium ions [10,34], enabling practical electrosynthesis at a time when electrochemical reactors design was rapidly developing. Shortly after this, Harrison et al applied anodic generation of Ce(IV) in MSA for oxidation of naphthalene to naphthoquinone, scaling up successfully to a (initial) 100 tonne per year plant [11].…”

“…Many applications are found in mediated electrochemical oxidation (MEO) of organics, e.g. oxidation of toluene or xylenes to benzaldehydes [10], polyaromatic compounds to quinones [11], the oxidation of naphthalene derivatives to tetrahydroanthraquinone [11] and vitamin K3 [12], as well as the destruction of organic contaminants, e.g. [13].…”

“…[11]. Reaction media have evolved to increase the concentration of cerium using methanesulfonic acid (MSA) in place of sulfuric acid [10], and the importance of impurity control in industrial electrolytes has been noted [14]. Among the evaluated electrode materials, 3-D platinized titanium (e.g., in the form of a platinised titanium mesh) has shown the highest reliability, particularly in comparison with 2-D electrodes susceptible to oxygen evolution.…”

Oxidações catalíticas e eletrocatalíticas de substratos orgânicos. O cério como oxidante

“…A síntese de aldeídos aromáticos, cetonas e quinonas através da oxidação de alquilbenzenos e hidrocarbonetos polinucleares utilizando Ce(IV) como agente oxidante vem sendo investigada com regeneração ex cell do mediador [47][48][49][50][51][52][53][54] . Grupos metil benzílicos podem ser convertidos a funções carbonílicas com seletividade.…”

“…A utilidade de cério (IV), particularmente em oxidações eletroquímicas indiretas, é limitada pelos contra-íons devido à instabilidade em relação à oxidação, reatividade indesejada em relação aos substratos orgânicos e baixa solubilidade. Kresh e col. encontraram que sais de metanossulfonato e trifluorometanossulfonato de cério, em meio aquoso de ácido metanossulfô-nico, são bons oxidantes para compostos alquil aromáticos e aromáticos policíclicos com alta seletividade e facilmente reciclados pela oxidação eletroquímica 50,51,52 . O ácido metanossulfônico proporcionou um meio ideal nas oxidações, devido aos benefícios tais como: baixo custo, segurança, baixa nucleofilia, estabilidade anódica e na oxidação do Ce(IV) e alta solubilidade dos compostos de Ce(III) e Ce(IV).…”