金属有机骨架(MOF)可以作为分子催化剂多相化的平台,提供更好的稳定性,便于催化剂回收,并为活性催化剂的结构鉴定提供了一条途径。
近日,澳大利亚阿德莱德大学Christopher J. Sumby,Christian J. Doonan报道了一种MOF(1),其具有空置的N,N-螯合位点,可以通过穿透结构的多孔通道进入。在本工作中,研究人员将阳离子铑(I)降冰片二烯(NBD)和双(乙烯)(ETH)配合物分别与非配位阴离子和配位阴离子配对,通过后合成金属化和方便的阴离子交换被引入到1的N,N-螯合位。
文章要点
1)利用主体骨架的结晶性,研究人员采用用X射线晶体学对固定化Rh(I)配合物进行了结构表征。
2)研究人员研究了1·[Rh(NBD)]X和1·[Rh(ETH)2]X(X=Cl和BF4)在气相(2bar,46 °C)中对乙烯加氢反应的催化性能,实验结果表明:1·[Rh(ETH)2](BF4)是催化乙烯加氢反应最具活性的催化剂(TOF=64 hr-1);而NBD起始原料和氯化盐的活性则明显较低。在此基础上,采用气相核磁共振法研究了Rh(I)双(乙烯)配合物1·[Rh(ETH)2]BF4和1·[Rh(ETH)2]Cl在丁烯异构化反应中的活性。
3)在46 ˚C下,1·[Rh(ETH)2]BF4能快速催化1-丁烯转化为2-丁烯,5个循环的平均TOF为2000 hr-1。值得注意的是,与之相比,氯衍生物1·[Rh(ETH)2]Cl的活性可以忽略不计。通过DFT计算验证的对催化后样品的XPS分析表明,Rh(III)烯丙基氢化烯中间体与氯离子之间的强相互作用抑制了其催化活性。
Ricardo A. Peralta, et al, Highly Active Gas Phase Organometallic Catalysis Supported Within Metal-organic Framework Pores, J. Am. Chem. Soc., 2020
DOI: 10.1021/jacs.0c05286
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c05286