Epoxiden zijn gegeerde intermedairen in de chemische industrie. De onstabiele ring kan eenvoudig geopend worden om specifieke chemicaliën of polymeren, zoals polyethers, te produceren. Een veelgebruikte manier om een epoxide te maken is het oxideren van een olefine met een peroxide. Een voorbeeld hiervan is de epoxidatie van cyclohexeen met tert-butyl hydroperoxide, gekatalyseerd door een transitiemetaal-katalysator. Systemen op basis van titanium en vanadium geven een goede selectiviteit naar het epoxide, systemen met koper leiden meestal tot radicalaire, niet-selectieve processen.

Een interessante klasse van heterogene katalysatoren voor deze reactie zijn metaal organische roosters (metal organic frameworks, MOFs). Dit zijn kristallijne, poreuze materialen opgebouwd uit (transitie-) metalen verbonden met organische linkers. De structuur die in dit onderwerp onderzocht zal worden is COMOC-4. Dit materiaal bestaat uit gallium verbonden met een bipyridine-derivaat. Op het bipyridine kan dan een ander metaal verankerd worden, in dit geval molybdeen. Molybdeen is gekend voor een goede selectiviteit naar het epoxide bij de oxidatie van cyclohexeen.

Bij een katalytische test bleek deze MOF bij een lagere temperatuur een goede conversie en selectiviteit (70%) te vertonen naar het epoxide. Bij een hogere temperatuur steeg de conversie zoals verwacht maar ook de selectiviteit werd ongeveer 100%. Bovendien geven grotere olefines zoals cyclo-octeen en cyclo-dodeceen geen aanleiding tot een verlaagde selectiviteit bij lagere temperatuur.

Om dit effect te verklaren zullen ab initio methoden toegepast worden. Het doel is het onderzoek naar het mechanisme van de reactie en eventuele zij-reacties en het gedrag bij verschillende temperaturen. In eerste instantie zal dit vooral gericht zijn op kleinere molybdeen-complexen om een algemeen beeld van de reactie te krijgen. In een tweede luik zullen grotere modellen onderzocht worden om de invloed van de omgeving van de heterogene katalysator in rekening te brengen.