Imidazolium-abgeleitete poröse organische Polymer als robuste Plattform für die Rhodium-katalysierte N2O-Hydrierung und Alkohol-Oxidation

Zusammenfassung Die katalytische Umwandlung von Distickstoffmonoxid, einem potenten Treibhausgas und ozonabbauenden Stoff, bietet eine vielversprechende Strategie zur Minderung von Emissionen, erfordert jedoch effiziente Katalysatoren, die unter milden Bedingungen arbeiten. Hier wurde ein poröses organisches Polymer als funktionale Plattform zur Unterbringung integrierter katalytischer Stellen entwickelt. Das Polymer enthält starre 1,3-Dimethylbenzimidazoliumiodid-Einheiten als stabile Vorläufer für N-Heteroaromaten-Carbene, die geeignete Koordinationsstellen für molekulare Katalysatoren, eine hohe Oberflächenfläche und chemische Robustheit bieten. Die Deprotonierung dieser Vorläufer erzeugt freie Carbennylogen, die effektiv koordinieren und einen Rhodium-bis(olefin)-Aminen-Komplex immobilisieren. Bei Aktivierung mit Base bildet der luftstabile immobilisierte Komplex reaktive Metall-Ligand-Kooperative Rh–N-Stellen, die Distickstoffmonoxid in Stickstoff umwandeln durch in situ erzeugte Rhodium(I)-Hydrid-Spezies. Eine außergewöhnliche Leistung wurde während der katalytischen Hydrierung von Distickstoffmonoxid unter heterogenen Fest-Flüssig-Gas-Bedingungen in Batch-Reaktoren (unter Verwendung von Tetrahydrofuran oder Wasser) und unter Fest-Gas-Bedingungen beobachtet. Darüber hinaus ermöglichte der Katalysator die dehydrative Kupplung von primären Alkoholen (Methanol, Ethanol und Benzylalkohol) mit Distickstoffmonoxid als Wasserstoffakzeptor, wobei Umsatzraten erreicht wurden, die alle bisher berichteten Katalysatoren übersteigen. Diese Ergebnisse zeigen das Potenzial von porösen organischen Polymer-Metall-Komplexen als robuste, recycelbare und effiziente Katalysatoren auf.