Журнал физической химии и биофизики
Открытый доступ
ISSN: 2161-0398
ISSN: 2161-0398
Герд Бунтковски
Несмотря на огромную важность катализа для всех типов химии и биохимии, все еще существует огромный пробел
в детальном знании процессов и промежуточных продуктов реакции на поверхности катализаторов или внутри них.
Сочетание обычной и усиленной динамической ядерной поляризацией (ДНП) твердотельной ЯМР-спектроскопии,
рентгеновской дифракции, электронной микроскопии, химического моделирования и квантово-химических расчетов, часто обобщенно
называемых ЯМР-кристаллографией, превратилось в один из самых мощных инструментов характеризации для заполнения этого пробела
и изучения твердых катализаторов и химических процессов на их поверхности или активном центре фермента. Эти методы
дают беспрецедентный взгляд на химию иммобилизованных гомогенных катализаторов переходных металлов, поддерживаемых,
например, на кремнеземе или кристаллической наноцеллюлозе (CNC) или полимерных структурах с оболочкой в качестве носителей или реагентов и
промежуточных продуктов реакции на наночастицах переходных металлов (MNP). В докладе представлены недавние примеры из
нашей группы по твердотельной ЯМР-спектроскопической характеристике моно- или биядерных родиевых, рутениевых и
иридиевых катализаторов и никельсодержащего фермента. Основное внимание уделяется иммобилизации
катализатора типа Уилкинсона и димера диродийацетата (Rh2ac4). Они ковалентно связаны с высокоповерхностными кремниевыми или кристаллическими
наноцеллюлозными носителями, используя аминовые, фосфиновые, пиридильные или карбоксильные функции на поверхности материалов носителя или мезопористых кремниевых носителей. Для контроля за подготовкой катализатора используются
комбинации 13C-, 15N-, 29Si- и 31P-CP MAS, J-разрешенного 31P-MAS и твердотельных методов HETCOR ЯМР. Более того, с помощью усиленного DNP твердотельного ЯМР можно обнаружить различные карбоксильные и аминовые сайты связывания в естественном изобилии в быстром масштабе времени.