催化C−H硼酸化是一种很有吸引力的方法,可将最丰富的碳氢化合物甲烷(CH4)转化为温和的亲核结构单元。然而,现有的CH4硼酸化催化剂通常存在周转数和转化率较低的问题,据推测这是由不活泼的金属氢化物团聚造成的。
在此,阿贡国家实验室Massimiliano Delferro,David M. Kaphan,宾夕法尼亚大学Daniel J. Mindiola报道了双膦分子预催化剂[(dmpe)Ir(cod)CH3]在无定形二氧化硅上的异质化显著提高了其性能,产生的催化剂比当前CH4硼化标准的效率高12倍。
文章要点
1)该催化剂在150°C下可在16小时内提供超过2000次转换,单硼化与二硼化的选择性为91.5%。更高的催化剂负载量提高了单硼化产物(H3CBpin)的产率和选择性,产率为82.8%,选择性超过99%,转化率为1255。
2)X射线吸收和动态核极化增强固态NMR光谱研究将负载的预催化剂确定为IrI物种,并表明在催化完成后,不会形成多核Ir多氢化物。这与将有机金属Ir物种固定在表面上会阻止双分子分解途径的假设是一致的。将均匀的IrI片段固定到无定形二氧化硅上代表了一种独特而简单的策略,可以提高CH4硼化催化剂的TON和寿命。
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Orion Staples, et al, Silica Supported Organometallic IrI Complexes Enable Efficient Catalytic Methane Borylation, J. Am. Chem. Soc., 2023
DOI: 10.1021/jacs.2c13612
https://doi.org/10.1021/jacs.2c13612