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Enregistrement W2783368318 · doi:10.1021/acs.accounts.7b00514

Ambiphilic Molecules: From Organometallic Curiosity to Metal-Free Catalysts

2018· article· en· W2783368318 sur OpenAlexafffund
Frédéric‐Georges Fontaine, Étienne Rochette

Notice bibliographique

RevueAccounts of Chemical Research · 2018
Typearticle
Langueen
DomaineChemistry
ThématiqueOrganoboron and organosilicon chemistry
Établissements canadiensUniversité Laval
Organismes subventionnairesFonds de recherche du Québec – Nature et technologiesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaGovernment of Canada
Mots-clésChemistryFrustrated Lewis pairCatalysisLewis acids and basesPhosphineElectrophileNucleophileIntramolecular forceReactivity (psychology)MoleculeOrganic chemistryCombinatorial chemistry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Conspectus Ambiphilic molecules were first used as functional ligands for transition elements, which could enable intriguing organometallic transformations. In the past decade, these intramolecular Lewis pairs, first considered organometallic curiosities, have become staples in organometallic chemistry and catalysis, acting as Z ligands, activating inert molecules using the concept of frustrated Lewis pair (FLP) chemistry, and acting as metal-free catalysts. In this Account, we detail our contribution to this blossoming field of research, focusing on the use of ambiphilic molecules as metal-free catalysts for CO 2 reduction and C–H borylation reactions. A major emphasis is put on the mechanistic investigations we carried out using reactivity studies and theoretical tools, which helped us steer our research from stoichiometric transformations to highly active catalytic processes. We first report the interaction of aluminum-phosphine ambiphilic molecules with carbon dioxide. Although these Lewis pairs can bind CO 2, a study of the deactivation process in the presence of CO 2 and hydroboranes led us to discover that simple phosphinoborane molecules could act as active precatalysts for the hydroboration of carbon dioxide into methanol precursors. In these systems, the Lewis basic sites interact with the reducing agents rather than with the electrophilic carbon of CO 2, increasing the nucleophilicity of hydroboranes. Simultaneously, the weak Lewis acids stabilize the oxygen of the gas molecule in the transition state, leading to high reaction rates. Replacing the phosphine by an amine leads to a system enabling CO 2 hydrogenation, albeit only in stoichiometric transformations. Investigation of the protodeborylation deactivation of aminoboranes led us to develop metal-free catalysts for the C–H borylation of heteroarenes. By protecting the Lewis acid sites of these catalysts using fluoride, we were able to synthesize practical, air-stable precatalysts allowing the convenient synthesis of heteroarylboronic esters on a multigram scale. Contrary to general perception of FLP chemistry, we also demonstrated that a significant increase in activity could be obtained by reducing the steric bulk around the active site. These smaller systems exist as stable dimers and are more energetically costly to dissociate into active FLPs, but the approach of the substrate and the C–H activation step are significantly favored compared to the bulkier analogues. An in-depth study of the stability and reactivity of these aminoborane molecules also allowed us to develop a metal-free catalytic S–H bond borylation system, and to report stoichiometric and spontaneous B–B bond formation and Csp 3 -H bond activation processes, highlighting the importance of H 2 release as a thermodynamic driving force in these FLP transformations.

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 machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut 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: Synthèse · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,003
Score d'incertitude au seuil0,010

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0000,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0030,001

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 Opus0,038
Tête enseignante GPT0,337
Écart entre enseignants0,299 · 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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
GenreSynthèse

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

En bref

Citations120
Publié2018
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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