Coordination chemistry of late transition metals with PCP ligands. Synthesis, catalysis and mechanism

Abstract: Popular Abstract in Swedish Eftersom allt i och runt oss består av kemikalier är det av högsta vikt att vi förstår hur dessa reagerar med varandra. Katalytiska omvandlingar är kemiska reaktioner där en katalysator underhåller en reaktion utan att själv förbrukas. Inom metallorganisk kemi är tillverkning och förstålelsen av hur komplex med övergångsmetaller kan användas vi katalys mycket viktig. Kol-väte bindningen är mycket reaktions trög och därmed mycket stabil. Om man lyckas bryta bindningen och ersätta vätet med en övergångsmetall vid så kallad C-H aktivering erhålls ofta mycket stabila metallorganiska komplex som öppnar nya möjligheter vid katalytiska reaktioner där hög temperatur är av vikt. Föreliggande avhandling sammanfattar studier av tillverkning av C-H aktiverade komplex med övergångsmetaller samt undersökningar av katalytiska kol-kol kopplingsreaktioner i fem bilagda vetenskapliga artiklar. De metallorganiska komplexen består av en difosfinligand (en så kallad PCP-ligand) innehållande cyklohexan och palladium, platina, och iridium som övergångsmetallerna. Själva C-H aktiveringsprocessen sker vid hög temperatur för både platina och iridium medan med palladium sker reaktionen vid rumstemperatur och de erhållna komplexen är mycket termiskt stabila. De båda korskopplingsreaktioner, kallade Heck och Suzuki, som undersöktes förklaras med två olika mekanismer. För Heck-reaktionen används en förklaringsmodell där den palladium innehållande katalysatorn (PCP-komplexet) läcker mycket små mängder katalytisk aktivt palladium(0). Detta visas med förgiftningsförsök där kvicksilver används. Aktiviteten för det undersökta komplexet som användes i Suzuki reaktionen har en annan förklaring. I det här fallet påverkas reaktionen mycket lite av kvicksilver och därför anses komplexet underhålla reaktionen i intakt form. Dessutom kan kontrollexperiment utförda med NMR spektroskopi följa katalysatorns uppförande under Suzuki reaktionen varpå de olika katalytiska intermediaten påvisades. Avhandlingen visar alltså att samma typ av metallorganiska komplex kan underhålla katalytiska reaktioner via olika reaktionsvägar.