担载型金属催化剂的界面位点在异相催化中非常重要,能够高效率的催化交叉偶联反应。多种催化位点之间的协同作用对于分子间化学键的形成,特别是交叉偶联反应非常重要。担载型金属催化剂的金属纳米粒子-载体界面上,多种催化功能结构之间能够协同促进分子间的反应。因此,设计催化活性界面位点的设计指导理念对于异相催化剂实现高效率的交叉偶联反应非常重要。
有鉴于此,东京都立大学Tetsuya Shishido(宍户哲也)教授、Hiroki Miura(三浦大树)教授、日本分子科学研究所Masahiro Ehara (江原正博)教授、泰国国家纳米中心Anchalee Junkaew教授等报道研究担载型Au催化剂的金属-载体相互作用在C-O键硼化反应中的动力学和理论计算,发现载体的Lewis酸性位点密度决定了活性位点的数目,Lewis酸位点与金属纳米粒子之间协同催化。
本文要点
(1)
DFT理论计算结果显示联硼化合物在Au纳米粒子和载体上具有非常强的吸附,能够降低吸附联硼化合物的LUMO能级,有助于C-O化学键的硼化。Au/α-Fe2O3催化剂在C-O键的硼化反应中表现优异,通过流动相反应器能够持续的合成有机硼化合物。
(2)
Au/α-Fe2O3催化剂能够导向C-N化学键硼化,而且该反应不必将氨基变成铵阳离子。这项研究结果寿命金属-金属氧化物界面的协同作用能够充分利用金属催化剂和分子间的催化反应。
参考文献
Hiroki Miura*, Kaoru Imoto, Hidenori Nishio, Anchalee Junkaew*, Yunosuke Tsunesada, Yohei Fukuta, Masahiro Ehara*, and Tetsuya Shishido*, Optimization of Metal–Support Cooperation for Boosting the Performance of Supported Gold Catalysts for the Borylation of C–O and C–N Bonds, J. Am. Chem. Soc. 2024
DOI: 10.1021/jacs.4c08340
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c08340