C-Hが結晶の固体状態のメタンとエタンを活性化する非飽和イリジウム-ピンサー複合体
Matthew R Gyton1, M Arif Sajjad2, Daniel J Storm2
1Department of Chemistry, University of York, Heslington, York YO10 5DD, U.K.
この研究は,特定のイリジウム複合体がメタンとエタンの単結晶から単結晶のC-H活性化を受けることを明らかにしています. この固体反応経路は溶液の振る舞いとは異なり,アルカンの機能化のための新しい経路を提供している.
科学分野:
- 有機金属化学
- 固体化学
- カタリシス
背景:
- イリジウム複合体[Ir(tBu-PONOP) MeH][BArF4] (1[BArF4]) は,C-H活性化の先駆体として知られている.
- 溶液の研究では,1[BArF4]の分解とメタンの損失が示され,望ましい反応性とは対照的である.
- 新しい触媒プロセスを開発するには,固体反応性の理解が不可欠です.
研究 の 目的:
- イリジウム複合体1[BArF4]によるメタンとエタンの固体C-H活性化を調査する.
- C−H活性化を含む単結晶から単結晶への変換のメカニズムを解明する.
- 固体反応と解液相の動作を比較する.
主な方法:
- シングルクリスタルX線 difraktionとニュートロン difraktionの研究.
- 固体核磁気共振 (SSNMR) スペクトロスコーピー,同位体ラベリングを含む.
- 密度関数理論 (DFT) の計算
- 様々な条件下での反応 (真空,N2,CO,エタン大気)
主要な成果:
- 1[BArF4]は80 °Cでメタンの単結晶から単結晶 (SC-SC) への可逆性C-H活性化を経て,サイクロメタラート[Ir(cyclo-tBu-PONOP') H][BArF4] (2[BArF4]) を形成する.
- コンプレックス2[BArF4]は,活性イリジウムの不飽和源として作用し,エタンによるさらなるC-H活性化とアルカン脱水化を促進する.
- N2とCOとの反応もSC-SC変換を経て行われ,DFT計算によってメカニズム的な洞察が得られる.
結論:
- 固体環境は,溶液の振る舞いとは異なるSC-SC変換を通じて,メタンとエタンの堅牢で可逆的なC-H活性化を可能にします.
- サイクロメタラート中間体2[BArF4]は,アルカン脱水と小分子調整を含む様々な反応のための多用途の前駆体である.
- この研究は,制御されたアルカン機能化と触媒化のための固体反応の可能性を強調している.
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