Skip to main content
Erschienen in: Topics in Catalysis 7-8/2018

31.01.2018 | Original Paper

Ligand Effects on the Reactivity of [CoX]+ (X = CN, F, Cl, Br, O, OH) Towards CO2: Gas-Phase Generation of the Elusive Cyanoformate by [Co(CN)]+ and [Fe(CN)]+

verfasst von: Marjan Firouzbakht, Nicole J. Rijs, Maria Schlangen, Martin Kaupp, Helmut Schwarz

Erschienen in: Topics in Catalysis | Ausgabe 7-8/2018

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

The thermal reactions of [CoX]+ (X = CN, F, Cl, Br, O, OH) with carbon dioxide have been investigated experimentally and theoretically by using electrospray ionization mass spectrometry (ESI-MS) and density functional theory. Surprisingly, in contrast to the complete inertness of [CoX]+ (X = F, Cl, Br, O, OH) toward carbon dioxide, [Co(CN)]+ activates carbon dioxide to form the elusive [NCCO2Co]+ ion in the gas phase. Mechanistic investigation into this ligand-controlled CO2 activation via C_C bond formation, mediated by a first-row late transition-metal complex, reveals that the inertness of [CoX]+ (X = F, Cl, Br, O, OH) is due to kinetic barriers located above the entrance asymptote. The exception is the [Co(CN)]+/CO2 couple, for which the thermal C–C bond formation is both thermochemically and kinetically accessible. Interestingly, a cyanoformate ligand is most likely also formed in the reaction of [Fe(CN)]+ with CO2; cyanoformate formation had been suggested earlier as a protective mechanism to prevent cyanide complexation to the iron-containing active site of the enzyme ACC oxidase (Murphy et al., in Science 344:75–78, 2014).

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Anhänge
Nur mit Berechtigung zugänglich
Literatur
3.
Zurück zum Zitat Cokoja M, Bruckmeier C, Rieger B, Herrmann WA, Kühn FE (2011) Angew Chem Int Ed 50:8510–8537CrossRef Cokoja M, Bruckmeier C, Rieger B, Herrmann WA, Kühn FE (2011) Angew Chem Int Ed 50:8510–8537CrossRef
7.
Zurück zum Zitat Havran V, Duduković MP, Lo CS (2011) Ind Eng Chem Res 50:7089–7100CrossRef Havran V, Duduković MP, Lo CS (2011) Ind Eng Chem Res 50:7089–7100CrossRef
8.
Zurück zum Zitat Wang M-Y, Cao Y, Liu X, Wang N, He L-N, Li S-H (2017) Green Chem 19:1240–1244CrossRef Wang M-Y, Cao Y, Liu X, Wang N, He L-N, Li S-H (2017) Green Chem 19:1240–1244CrossRef
11.
Zurück zum Zitat Olah GA, Török B, Joschek JP, Bucsi I, Esteves PM, Rasul G, Prakash GKS (2002) J Am Chem Soc 124:11379–11391CrossRefPubMed Olah GA, Török B, Joschek JP, Bucsi I, Esteves PM, Rasul G, Prakash GKS (2002) J Am Chem Soc 124:11379–11391CrossRefPubMed
13.
14.
Zurück zum Zitat Hull JF, Himeda Y, Wang W-H, Hashiguchi B, Periana R, Szalda DJ, Muckerman JT, Fujita E (2012) Nat Chem 4:383–388CrossRefPubMed Hull JF, Himeda Y, Wang W-H, Hashiguchi B, Periana R, Szalda DJ, Muckerman JT, Fujita E (2012) Nat Chem 4:383–388CrossRefPubMed
15.
Zurück zum Zitat Sumida K, Rogow DL, Mason JA, McDonald TM, Bloch ED, Herm ZR, Bae T-H, Long JR (2012) Chem Rev 112:724–781CrossRefPubMed Sumida K, Rogow DL, Mason JA, McDonald TM, Bloch ED, Herm ZR, Bae T-H, Long JR (2012) Chem Rev 112:724–781CrossRefPubMed
16.
17.
21.
22.
Zurück zum Zitat Badiei YM, Wang W-H, Hull JF, Szalda DJ, Muckerman JT, Himeda Y, Fujita E (2013) Inorg Chem 52:12576–12586CrossRefPubMed Badiei YM, Wang W-H, Hull JF, Szalda DJ, Muckerman JT, Himeda Y, Fujita E (2013) Inorg Chem 52:12576–12586CrossRefPubMed
25.
Zurück zum Zitat Murphy LJ, Robertson KN, Harroun SG, Brosseau CL, Werner-Zwanziger U, Moilanen J, Tuononen HM, Clyburne JAC (2014) Science 344:75–78CrossRefPubMed Murphy LJ, Robertson KN, Harroun SG, Brosseau CL, Werner-Zwanziger U, Moilanen J, Tuononen HM, Clyburne JAC (2014) Science 344:75–78CrossRefPubMed
26.
Zurück zum Zitat Hering C, von Langermann J, Schulz A (2014) Angew Chem Int Ed 53:8282–8284CrossRef Hering C, von Langermann J, Schulz A (2014) Angew Chem Int Ed 53:8282–8284CrossRef
27.
28.
Zurück zum Zitat Zhang X, Gross U, Seppelt K (1995) Angew Chem Int Ed Engl 34:1858–1860CrossRef Zhang X, Gross U, Seppelt K (1995) Angew Chem Int Ed Engl 34:1858–1860CrossRef
32.
33.
Zurück zum Zitat Firouzbakht M, Rijs NJ, González-Navarrete P, Schlangen M, Kaupp M, Schwarz H (2016) Chem Eur J 22:10581–10589CrossRefPubMed Firouzbakht M, Rijs NJ, González-Navarrete P, Schlangen M, Kaupp M, Schwarz H (2016) Chem Eur J 22:10581–10589CrossRefPubMed
34.
Zurück zum Zitat Firouzbakht M, Schlangen M, Kaupp M, Schwarz H (2016) J Catal 343:68–74CrossRef Firouzbakht M, Schlangen M, Kaupp M, Schwarz H (2016) J Catal 343:68–74CrossRef
35.
Zurück zum Zitat Jiang L-X, Zhao C, Li X-N, Chen H, He S-G (2017) Angew Chem Int Ed 56:4187–4191CrossRef Jiang L-X, Zhao C, Li X-N, Chen H, He S-G (2017) Angew Chem Int Ed 56:4187–4191CrossRef
36.
Zurück zum Zitat Zhang X, Liu G, Meiwes-Broer K-H, Ganteför G, Bowen K (2016) Angew Chem Int Ed 55:9644–9647CrossRef Zhang X, Liu G, Meiwes-Broer K-H, Ganteför G, Bowen K (2016) Angew Chem Int Ed 55:9644–9647CrossRef
37.
38.
Zurück zum Zitat Schröder D, Schwarz H, Schenk S, Anders E (2003) Angew Chem Int Ed 42:5087–5090CrossRef Schröder D, Schwarz H, Schenk S, Anders E (2003) Angew Chem Int Ed 42:5087–5090CrossRef
40.
Zurück zum Zitat Schröder D, Roithová J, Schwarz H (2006) Int J Mass Spectrom 254:197–201CrossRef Schröder D, Roithová J, Schwarz H (2006) Int J Mass Spectrom 254:197–201CrossRef
42.
Zurück zum Zitat Schröder D, Engeser M, Schwarz H, Rosenthal ECE, Döbler J, Sauer J (2006) Inorg Chem 45:6235–6245CrossRefPubMed Schröder D, Engeser M, Schwarz H, Rosenthal ECE, Döbler J, Sauer J (2006) Inorg Chem 45:6235–6245CrossRefPubMed
43.
Zurück zum Zitat Dietl N, Wende T, Chen K, Jiang L, Schlangen M, Zhang X, Asmis KR, Schwarz H (2013) J Am Chem Soc 135:3711–3721CrossRefPubMed Dietl N, Wende T, Chen K, Jiang L, Schlangen M, Zhang X, Asmis KR, Schwarz H (2013) J Am Chem Soc 135:3711–3721CrossRefPubMed
44.
Zurück zum Zitat Rijs NJ, Weiske T, Schlangen M, Schwarz H (2014) Chem Phys Lett 608:408–424CrossRef Rijs NJ, Weiske T, Schlangen M, Schwarz H (2014) Chem Phys Lett 608:408–424CrossRef
47.
Zurück zum Zitat Frisch MJ, Trucks GW, Schlegel HB, Scuseria GE, Robb MA, Cheeseman JR, Scalmani G, Barone V, Mennucci B, Petersson GA, Nakatsuji H, Caricato M, Li X, Hratchian HP, Izmaylov AF, Bloino J, Zheng G, Sonnenberg JL, Hada M, Ehara M, Toyota K, Fukuda R, Hasegawa J, Ishida M, Nakajima T, Honda Y, Kitao O, Nakai H, Vreven T, Montgomery JAJ, Peralta JE, Ogliaro F, Bearpark M, Heyd JJ, Brothers E, Kudin KN, Staroverov VN, Kobayashi R, Normand J, Raghavachari K, Rendell A, Burant JC, Iyengar SS, Tomasi J, Cossi M, Rega N, Millam JM, Klene M, Knox JE, Cross JB, Bakken V, Adamo C, Jaramillo J, Gomperts R, Stratmann RE, Yazyev O, Austin AJ, Cammi R, Pomelli C, Ochterski JW, Martin RL, Morokuma K, Zakrzewski VG, Voth GA, Salvador P, Dannenberg JJ, Dapprich S, Daniels AD, Farkas Ö, Foresman JB, Ortiz JV, Cioslowski J, Fox DJ (2009) Gaussian Inc Wallingford CT Frisch MJ, Trucks GW, Schlegel HB, Scuseria GE, Robb MA, Cheeseman JR, Scalmani G, Barone V, Mennucci B, Petersson GA, Nakatsuji H, Caricato M, Li X, Hratchian HP, Izmaylov AF, Bloino J, Zheng G, Sonnenberg JL, Hada M, Ehara M, Toyota K, Fukuda R, Hasegawa J, Ishida M, Nakajima T, Honda Y, Kitao O, Nakai H, Vreven T, Montgomery JAJ, Peralta JE, Ogliaro F, Bearpark M, Heyd JJ, Brothers E, Kudin KN, Staroverov VN, Kobayashi R, Normand J, Raghavachari K, Rendell A, Burant JC, Iyengar SS, Tomasi J, Cossi M, Rega N, Millam JM, Klene M, Knox JE, Cross JB, Bakken V, Adamo C, Jaramillo J, Gomperts R, Stratmann RE, Yazyev O, Austin AJ, Cammi R, Pomelli C, Ochterski JW, Martin RL, Morokuma K, Zakrzewski VG, Voth GA, Salvador P, Dannenberg JJ, Dapprich S, Daniels AD, Farkas Ö, Foresman JB, Ortiz JV, Cioslowski J, Fox DJ (2009) Gaussian Inc Wallingford CT
51.
Zurück zum Zitat Andrae D, Häußermann U, Dolg M, Stoll H, Preuß H (1990) Theor Chem Acc 77:123–141CrossRef Andrae D, Häußermann U, Dolg M, Stoll H, Preuß H (1990) Theor Chem Acc 77:123–141CrossRef
52.
Zurück zum Zitat Huo C-F, Li Y-W, Wu G-S, Beller M, Jiao H (2002) J Phys Chem A 106:12161–12169CrossRef Huo C-F, Li Y-W, Wu G-S, Beller M, Jiao H (2002) J Phys Chem A 106:12161–12169CrossRef
53.
Zurück zum Zitat Huo C-F, Zeng T, Li Y-W, Beller M, Jiao H (2005) Organometallics 24:6037–6042CrossRef Huo C-F, Zeng T, Li Y-W, Beller M, Jiao H (2005) Organometallics 24:6037–6042CrossRef
54.
57.
Zurück zum Zitat Truhlar DG, Kilpatrick NJ, Garrett BC (1983) J Chem Phys 78:2438–2442CrossRef Truhlar DG, Kilpatrick NJ, Garrett BC (1983) J Chem Phys 78:2438–2442CrossRef
58.
59.
61.
62.
63.
65.
Zurück zum Zitat Naota T, Tannna A, Kamuro S, Hieda M, Ogata K, Murahashi S-I, Takaya H (2008) Chem Eur J 14:2482–2498CrossRefPubMed Naota T, Tannna A, Kamuro S, Hieda M, Ogata K, Murahashi S-I, Takaya H (2008) Chem Eur J 14:2482–2498CrossRefPubMed
66.
67.
68.
71.
72.
Zurück zum Zitat Coppola A, Sánchez-Alonso P, Sucunza D, Burgos C, Alajarín R, Alvarez-Builla J, Mosquera MEG, Vaquero JJ (2013) Org Lett 15:3388–3391CrossRefPubMed Coppola A, Sánchez-Alonso P, Sucunza D, Burgos C, Alajarín R, Alvarez-Builla J, Mosquera MEG, Vaquero JJ (2013) Org Lett 15:3388–3391CrossRefPubMed
74.
Zurück zum Zitat Murahashi S-I, Komiya N, Terai H (2005) Angew Chem Int Ed 44:6931–6933CrossRef Murahashi S-I, Komiya N, Terai H (2005) Angew Chem Int Ed 44:6931–6933CrossRef
77.
78.
Zurück zum Zitat Anbarasan P, Neumann H, Beller M (2011) Angew Chem Int Ed 50:519–522CrossRef Anbarasan P, Neumann H, Beller M (2011) Angew Chem Int Ed 50:519–522CrossRef
80.
Zurück zum Zitat Zeng X-P, Cao Z-Y, Wang X, Chen L, Zhou F, Zhu F, Wang C-H, Zhou J (2016) J Am Chem Soc 138:416–425CrossRefPubMed Zeng X-P, Cao Z-Y, Wang X, Chen L, Zhou F, Zhu F, Wang C-H, Zhou J (2016) J Am Chem Soc 138:416–425CrossRefPubMed
83.
Zurück zum Zitat Dunbar RC, Klippenstein SJ, Hrušák J, Stöckigt D, Schwarz H (1996) J Am Chem Soc 118:5277–5283CrossRef Dunbar RC, Klippenstein SJ, Hrušák J, Stöckigt D, Schwarz H (1996) J Am Chem Soc 118:5277–5283CrossRef
85.
Zurück zum Zitat Praneeth VKK, Ringenberg MR, Ward TR (2012) Angew Chem Int Ed 51:10228–10234CrossRef Praneeth VKK, Ringenberg MR, Ward TR (2012) Angew Chem Int Ed 51:10228–10234CrossRef
87.
Zurück zum Zitat Dossmann H, Afonso C, Lesage D, Tabet J-C, Uggerud E (2012) Angew Chem Int Ed 51:6938–6941CrossRef Dossmann H, Afonso C, Lesage D, Tabet J-C, Uggerud E (2012) Angew Chem Int Ed 51:6938–6941CrossRef
90.
Zurück zum Zitat Artz J, Müller TE, Thenert K, Kleinekorte J, Meys R, Sternberg A, Bardow A, Leitner W (2018) Chem Rev 118:434–504CrossRefPubMed Artz J, Müller TE, Thenert K, Kleinekorte J, Meys R, Sternberg A, Bardow A, Leitner W (2018) Chem Rev 118:434–504CrossRefPubMed
Metadaten
Titel
Ligand Effects on the Reactivity of [CoX]+ (X = CN, F, Cl, Br, O, OH) Towards CO2: Gas-Phase Generation of the Elusive Cyanoformate by [Co(CN)]+ and [Fe(CN)]+
verfasst von
Marjan Firouzbakht
Nicole J. Rijs
Maria Schlangen
Martin Kaupp
Helmut Schwarz
Publikationsdatum
31.01.2018
Verlag
Springer US
Erschienen in
Topics in Catalysis / Ausgabe 7-8/2018
Print ISSN: 1022-5528
Elektronische ISSN: 1572-9028
DOI
https://doi.org/10.1007/s11244-018-0903-8

Weitere Artikel der Ausgabe 7-8/2018

Topics in Catalysis 7-8/2018 Zur Ausgabe

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.