Alkaline earth organometallic compounds in homogeneous catalysis
| Promotie: | Mw. J. Penafiel |
| Wanneer: | 22 februari 2016 |
| Aanvang: | 11:00 |
| Promotor: | prof. dr. S. Harder |
| Waar: | Academiegebouw RUG |
| Faculteit: | Science and Engineering |
Onderzoek naar ‘handige’ katalysatoren
De beste en meestgebruikte homogene katalysatoren zijn voornamelijk gebaseerd op organometaal-verbindingen van overgangsmetalen. De introductie en ontwikkeling van deze systemen heeft het mogelijk gemaakt om belangrijke grondstoffen voor medicijnen, pesticiden en vele andere materialen op industriële schaal te produceren. Het nadeel van overgangsmetalen is dat ze vaak giftig zijn. Daarnaast zijn ze schaars en worden daardoor steeds duurder. Het is dus belangrijk om duurzame alternatieven te zoeken. Een van die alternatieven is het gebruik van aardalkalimetalen zoals magnesium en calcium. Deze elementen zijn niet giftig en goedkoop.
Ingewikkelder wordt het als het eindproduct chiraal is, wat wil zeggen dat er twee versies van bestaan die elkaars spiegelbeeld zijn, zoals linker- en rechterhanden. Vaak is slechts een van beide ‘handen’ werkzaam. Alhoewel complexen van aardalkalimetalen worden gebruikt in de asymmetrische katalyse, zijn er relatief weinig voorbeelden van chirale enantiomeerzuivere groep-2-metaalkatalysatoren. Johanne Penafiel richtte zich op de synthese van verschillende op BINOL en SPO gebaseerde liganden die daarna met groep-2-metaalcomplexen omgezet zijn tot chirale katalysatoren.
Een andere mogelijke toepassing van aardalkalimetalen in katalyse is de omzetting van CO2. Daarom heeft Penafiel verschillende fosfor-/magnesiumcomplexen voor systemen met een “Frustrated Lewis Pair” karakter ontwikkeld.
De rol van het metaal in de vroege hoofdgroep metaalkatalyse is niet goed onderzocht. Het is onduidelijk of we met echte organometaalkatalyse of meer organokatalyse te maken hebben. Om dit te testen heeft Penafiel de aardalkali-organometaalkatalysator door een vergelijkbaar metaalvrij complex vervangen en getest in reacties die met een caliumcomplex werken. Gebaseerd op deze resultaten konden nieuwe groep-2-metaalcomplexen met di-anionische liganden worden gemaakt. Deze complexen zijn geschikte katalysatoren voor intramoleculaire hydro-aminering en ondergaan geen liganduitwisseling via het Schlenk evenwicht.
Johanne Penafiel verrichtte haar onderzoek bij de afdeling Moleculaire Anorganische Chemie van het Stratingh Institute, met financiering van de Dutch National Research School Combination Catalysis Controlled by Chemical Design (NRSC-Catalysis). Zij werkt inmiddels als postdoc aan de University of Victoria (Canada).