Metallacyclic Phosphine Complexes and Intramolecular Csp3-H Bond Activation -Synthesis, Characterisation and Catalytic Application

Abstract: Popular Abstract in Swedish Katalytisk omvandling av enkla kolväten till mer användbara substanser m.h.a. homogena/lösliga komplex av övergångsmetaller är ett mycket viktigt ämnesområde inom metallorganisk kemi. För att förstå hur processen går till har ett stort antal modellföreningar syntetiserats genom åren där man har studerat hur kol-väte eller kol-kol bindningar kan brytas. Man bör notera att dessa bindningar är mycket starka och reaktionströga, d.v.s. dom metallkomplex som bildas efter bindningsbrytning av ett kolväte kan vara termiskt väldigt stabila. Nyligen har det visat sig att dessa termodynamiskt robusta metallkomplex kan med stor fördel användas i andra katalytiska processer än just bara för transformering av kolväten och då i synnerhet för sådana reaktioner där höga reaktionstemperaturer krävs. Föreliggande avhandling är tillägnad detta gränsnitt mellan studium av bindninsbrytning hos kolväte m.h.a. lösliga komplex av övergångsmetaller och applikation av de resulterande komplexen till katalys i allmänhet. Sammanfattningen bygger på de sju bilagda vetenskapliga artiklarna. I dessa artiklar redogörs det bl.a. hur en serie av olika organiska modellmolekyler för att studera bindningsbrytning av en kolvätebindning har syntetiserats. Då inte alla lösliga komplex av övergångsmetaller klarar av att bindningsbryta en kolvätebindning har en omfattande studie genomförts som har etablerat en tydlig trend hur ett lämpligt metallkomplex ska se ut. För vissa av de organiska modellmolekylerna har uppföljande undersökning visat hur bindningsbrytningen sker i detalj. Teoretiska datorberäkningar har genomförts för att förstå varför vissa organiska modellmolekylerna är lämpliga för att studera bindningsbrytning av en kolvätebindning och varför andra väldigt snarlika är direkt olämpliga. Flera av de syntetiserade modellkomplexen har också använts för att undersöka den välkända katalytiska reaktionen mellan arylhalider och alkener. Under de mest optimala reaktionsbetingelserna kan över 1 miljon produktmolekyler syntetiseras per katalysatormolekyl. Detta faktum, tillsammans med andra observationer i denna avhandling och andra publicerade forskningsresultat, borde snart göra det möjligt att kommersiellt utnyttja denna reaktion.