Hydrogenation of CO₂ and imines catalyzed by aluminum and silicon porphyrins

Abstract

Tato práce zkoumá využití porfyrinových komplexů hlavních skupin, konkrétně hliníku (Al) a křemíku (Si), při katalýze hydrogenace CO₂ a iminů. Průkopnický koncept frustrovaných Lewisových párů (FLP) významně posunul katalýzu hlavních skupin, umožňující hydrogenaci různých funkčních skupin. Mezi nimi se borové FLP etablovaly jako dobře zavedené katalyzátory pro hydrogenaci širokého spektra funkčních skupin. Naproti tomu hydrogenační katalyzátory na bázi hliníku a křemíku jsou poměrně vzácné, zejména pro redukční reakce produkující vodu a Brønstedovy kyseliny, jako je redukce CO₂ na kyselinu mravenčí nebo dále na formaldehyd a methan za současného vzniku vody. Hliníkové FLP jsou omezeny na hydrogenaci iminů, alkenů a alkynů, přestože je hliník hojnější než bor a tvoří strukturně podobné sloučeniny. Navíc hliník a křemík tvoří pěti- a šesti-koordinované komplexy, které dosud nebyly testovány v katalýze hydrogenace FLP. Zde demonstrujeme, že kationtové, šesti-koordinované diaqua- meso-tetrafenylporfyrinové komplexy hliníku, [Al(TPP)(OH₂)₂]X (X = Cl⁻, OTf⁻, ClO₄⁻), fungují jako FLP s dusíkatými bázemi, aktivují H₂ a usnadňují redukční coupling CO₂ s aminy za vzniku N-formylaminů a vody. Dále, křemík je nejhojnějším neplynným prvkem na Zemi, přesto jsou křemíkové FLP známy pouze pro aktivaci H₂, ale...