Neue Erkenntnisse über molekulare Katalysatoren auf Rutheniumbasis

Publikation in ACS Catalysis

Genutzt mit der Erlaubnis von Estes, D.P., Leutzsch, M., Schubert, L., Bordet, A., Leitner, W. (2020). Effect of Ligand Electronics on the Reversible Catalytic Hydrogenation of CO2 to Formic Acid Using Ruthenium Polyhydride Complexes: A Thermodynamic and Kinetic Study ACS Catalysis 10, 2990-2998. https://doi.org/10.1021/acscatal.0c00404 Copyright 2020 American Chemical Society.

In einer aktuellen Veröffentlichung in der Zeitschrift ACS Catalysis konnten Wissenschaftler der Abteilung Molekulare Katalyse (Leitung: Prof. Walter Leitner) in Zusammenarbeit mit Kollegen vom Max-Planck-Institut für Kohlenforschung aufzeigen, wie molekulare Katalysatoren auf Rutheniumbasis mit CO2 zu nützlichen Chemikalien, wie z.B. Ameisensäure, reagieren.

Diese Art von Komplexen spielt eine besonders wichtige Rolle bei der Synthese einer breiten Palette von Produkten, die durch Hydrierungsreaktionen gewonnen werden. Selektive Hydrierungsreaktionen sind entscheidend in unserem Streben nach einer nachhaltigen chemischen Umwandlung, insbesondere wenn man CO2 als Substrat betrachtet. 

Jun.-Prof. Deven P. Estes (zuvor Postdoc in der Bordet-Gruppe, jetzt an der Universität Stuttgart), Dr. Markus Leutzsch (NMR-Abteilung am MPI für Kohlenforschung), Lukas Schubert, Dr. Alexis Bordet (Multifunktionale katalytische Systeme) und Prof. Leitner synthetisierten eine Reihe von Ruthenium-Polyhydrid-Komplexen mit unterschiedlichen elektronischen Eigenschaften, um die Auswirkungen der Ligandenwahl sowohl auf die katalytische Aktivität als auch auf die Geschwindigkeit und Thermodynamik der CO2-Einbringung zu beobachten. Ihre Ergebnisse zeigten, dass milde elektronenspendende Liganden die höchste katalytische Aktivität ergeben und dass die CO2-Einlagerung zu schnell ist, um eine Rolle bei der katalytischen Rate zu spielen. Die Beziehung zwischen den elektronischen Eigenschaften des Liganden und der Umsatzfrequenz ist höchstwahrscheinlich ein Ergebnis der Erleichterung der Dissoziation der Ameisensäure vom Katalysator durch die Zugabe der Elektronendichte von den Phosphin-Donatoren.

Original Artikel: Estes, D.P., Leutzsch, M., Schubert, L., Bordet, A., Leitner, W. (2020). The Effect of Ligand Electronics on the Reversible Catalytic Hydrogenation of CO2 to Formic Acid using Ruthenium Polyhydride Complexes: A Thermodynamic and Kinetic Study, ACS Catalysis 10, 2990-2998. https://doi.org/10.1021/acscatal.0c00404