Marco metálico orgánico privilegiado basado en fosfina para catálisis asimétrica de amplio alcance

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• La catálisis de la catálisis.
• Química orgánica es la química orgánica.

Sus antecedentes:

• Las estructuras metálicas orgánicas (MOF) ofrecen estructuras porosas sintonizables para la catálisis.
• Lograr una alta enantioselectividad en catalizadores basados en MOF sigue siendo un desafío.
• La modificación post-sintética permite la introducción de sitios de metales activos en MOFs preformados.

Objetivo del estudio:

• Para sintetizar un robusto MOF basado en Zr utilizando un vinculante derivado de BINAP (BINAP-MOF).
• Para metalizar posintéticamente el BINAP-MOF con complejos Ru y Rh.
• Evaluar el rendimiento catalítico de estos MOF funcionalizados en transformaciones orgánicas asimétricas.

Principales métodos:

• Síntesis de un marco metálico orgánico (MOF) basado en Zr con un vinculante de dicarboxilato derivado de BINAP.
• Metalización post-sintética del MOF con complejos de rutenio (Ru) y rodio (Rh).
• Estudios de estructura fina de absorción de rayos X (XAFS) para caracterizar el entorno de coordinación del metal.
• Prueba de la actividad catalítica y la enantioselectividad en reacciones asimétricas de adición e hidrogenación.

Principales resultados:

• El BINAP-MOF sintetizado es robusto y poroso.
• El BINAP-MOF funcionalizado con Rh demostró una alta enantioselectividad (hasta >99% ee) y una actividad 3 veces mayor que los catalizadores homogéneos.
• El BINAP-MOF Ru-funcionalizado contenía precatalizadores Ru-BINAP con entornos de coordinación idénticos a los análogos homogéneos.
• Los catalizadores mediaron eficientemente las adiciones asimétricas y las hidrogenaciones.

Conclusiones:

• Los BINAP-MOF metalizados post-sintéticamente sirven como catalizadores sólidos versátiles de un solo sitio.
• Estos catalizadores basados en MOF exhiben una excelente enantioselectividad y actividad para varias reacciones orgánicas asimétricas.
• Los catalizadores MOF desarrollados ofrecen una alternativa prometedora a los catalizadores homogéneos en importantes síntesis orgánicas.