Transition metals enclosed in supramolecular capsules: assembly, characterization and application in catalysis

Homogene overgangsmetaal-katalyse wordt toegepast bij de productie van bulk- en fijnchemicaliën. De katalyse maakt nieuwe en efficiëntere syntheseroutes mogelijk. Het belangrijkst voor de optimalisatie van deze gekatalyseerde reacties ligt in de controle van de omgeving rond de overgangsmetaal-katalysator. Deze omgeving wordt in eerste instantie beïnvloed door de ligand-moleculen die aan het metaal binden. Tehila Koblenz beschrijft een nieuwe strategie in supramoleculaire overgangsmetaal-katalyse om de nano-omgeving rond een katalysator te beïnvloeden. Zij bootst daarmee de werking van enzymen, door de natuur gecreëerde katalysatoren, gedeeltelijk na en omvat daarmee het inkapselen van een overgangsmetaal-katalysator in een moleculair doosje. Dit moleculaire doosje is gebaseerd op twee bouwstenen, namelijk één traditioneel ligand met positieve ladingen (of het metaalcomplex daarvan) en één calix[4]areen-molecuul met negatieve ladingen. Koblenz toont aan dat de nieuwe nano-omgeving rond de ingekapselde rhodiumkatalysator, de prestatie van de katalysator in de hydroformyleringsreactie beïnvloedt. De ingekapselde katalysator vertoont enzymachtige eigenschappen zoals substraatselectiviteit, toegenomen productselectiviteiten, productremming en een veranderde kinetiek vergeleken met het niet-ingekapselde analoog. Bovendien is het metaalcentrum van de ingekapselde katalysator beschermd tegen ongewenste nevenreacties.