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Enregistrement W2607248489 · doi:10.1021/acs.accounts.6b00516

Structure and Dynamics of Individual Diastereomeric Complexes on Platinum: Surface Studies Related to Heterogeneous Enantioselective Catalysis

2017· article· en· W2607248489 sur OpenAlexafffund
Yi Dong, Guillaume Goubert, Michael N. Groves, Jean‐Christian Lemay, Bjørk Hammer, Peter H. McBreen

Notice bibliographique

RevueAccounts of Chemical Research · 2017
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueSurface Chemistry and Catalysis
Établissements canadiensUniversité LavalCentre in Green Chemistry and Catalysis
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaLundbeckfondenNatur og Univers, Det Frie ForskningsrådCentre in Green Chemistry and CatalysisFonds Québécois de la Recherche sur la Nature et les TechnologiesCanada Foundation for Innovation
Mots-clésEnantioselective synthesisDiastereomerPlatinumCatalysisChemistryDynamics (music)Organic chemistryPhysics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Conspectus The modification of heterogeneous catalysts through the chemisorption of chiral molecules is a method to create catalytic sites for enantioselective surface reactions. The chiral molecule is called a chiral modifier by analogy to the terms chiral auxiliary or chiral ligand used in homogeneous asymmetric catalysis. While there has been progress in understanding how chirality transfer occurs, the intrinsic difficulties in determining enantioselective reaction mechanisms are compounded by the multisite nature of heterogeneous catalysts and by the challenges facing stereospecific surface analysis. However, molecular descriptions have now emerged that are sufficiently detailed to herald rapid advances in the area. The driving force for the development of heterogeneous enantioselective catalysts stems, at the minimum, from the practical advantages they might offer over their homogeneous counterparts in terms of process scalability and catalyst reusability. The broader rewards from their study lie in the insights gained on factors controlling selectivity in heterogeneous catalysis. Reactions on surfaces to produce a desired enantiomer in high excess are particularly challenging since at room temperature, barrier differences as low as ∼2 kcal/mol between pathways to R and S products are sufficient to yield an enantiomeric ratio ( er ) of 90:10. Such small energy differences are comparable to weak interadsorbate interaction energies and are much smaller than chemisorption or even most physisorption energies. In this Account, we describe combined experimental and theoretical surface studies of individual diastereomeric complexes formed between chiral modifiers and prochiral reactants on the Pt(111) surface. Our work is inspired by the catalysis literature on the enantioselective hydrogenation of activated ketones on cinchona-modified Pt catalysts. Using scanning tunneling microscopy (STM) measurements and density functional theory (DFT) calculations, we probe the structures and relative abundances of non-covalently bonded complexes formed between three representative prochiral molecules and ( R )-(+)-1-(1-naphthyl)ethylamine (( R )-NEA). All three prochiral molecules, 2,2,2-trifluoroacetophenone (TFAP), ketopantolactone (KPL), and methyl 3,3,3-trifluoropyruvate (MTFP), are found to form multiple complexation configurations around the ethylamine group of chemisorbed ( R )-NEA. The principal intermolecular interaction is NH···O H-bonding. In each case, submolecularly resolved STM images permit the determination of the prochiral ratio ( pr ), pro- R to pro- S, proper to specific locations around the ethylamine group. The overall pr observed in experiments on large ensembles of KPL–( R )-NEA complexes is close to the er reported in the literature for the hydrogenation of KPL to pantolactone on ( R )-NEA-modified Pt catalysts at 1 bar H 2 . The results of independent DFT and STM studies are merged to determine the geometries of the most abundant complexation configurations. The structures reveal the hierarchy of chemisorption and sometimes multiple H-bonding interactions operating in complexes. In particular, privileged complexes formed by KPL and MTFP reveal the participation of secondary CH···O interactions in stereocontrol. State-specific STM measurements on individual TFAP–( R )-NEA complexes show that complexation states interconvert through processes including prochiral inversion. The state-specific information on structure, prochirality, dynamics, and energy barriers delivered by the combination of DFT and STM provides insight on how to design better chiral modifiers.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,011
Score d'incertitude au seuil0,606

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,043
Tête enseignante GPT0,350
Écart entre enseignants0,308 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations25
Publié2017
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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