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Adsorption and Reactivity of Chiral Modifiers in Heterogeneous Catalysis: 1-(1-Naphthyl)ethylamine on Pt Surfaces
ACS Catalysis ( IF 11.3 ) Pub Date : 2022-08-11 , DOI: 10.1021/acscatal.2c01627 Zihao Wang 1 , Héctor Noé Fernández-Escamilla 2 , Jonathan Guerrero-Sánchez 2 , Noboru Takeuchi 2 , Francisco Zaera 1
ACS Catalysis ( IF 11.3 ) Pub Date : 2022-08-11 , DOI: 10.1021/acscatal.2c01627 Zihao Wang 1 , Héctor Noé Fernández-Escamilla 2 , Jonathan Guerrero-Sánchez 2 , Noboru Takeuchi 2 , Francisco Zaera 1
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The adsorption from solution onto a Pt surface of 1-(1-naphthyl)ethylamine (1-NEA), a chiral modifier used to introduce enantioselectivity in catalytic hydrogenation reactions, as well as its subsequent chemical reactivity, was characterized by a combination of kinetic catalytic measurements, surface-science experiments, and quantum mechanics calculations. By using both 1H NMR and gas chromatography/mass spectrometry detection, it was determined that 1-NEA can undergo H-D exchange with D2 in solution when promoted by supported heterogeneous Pt catalysts. In situ infrared absorption spectroscopy studies at the solid–liquid interface afforded the detection of vibrational features indicative of the formation of N–D bonds, and quantum mechanics calculations helped with the peak assignment and provided evidence supporting an H-D exchange mechanism involving the formation of an intermediate-adsorbed protonated 1-NEA species. The reaction proved to be general, as it was observed with r- and s-1-NEA, r- and s-2-NEA, and cinchonine, and on Pt/SiO2 and Pt/Al2O3 catalysts. NEA adsorption and protonation through the amine N atom explain a number of reported but previously not fully understood observations and provide a way to envision the mechanism by which the NEA molecule bestows enantioselectivity to Pt hydrogenation catalysts.
中文翻译：
手性改性剂在多相催化中的吸附和反应：1-(1-萘基)乙胺在 Pt 表面
1-(1-萘基)乙胺 (1-NEA) 是一种手性改性剂，用于在催化加氢反应中引入对映选择性，以及其随后的化学反应性，其从溶液中吸附到 Pt 表面的特征在于结合动力学催化测量、表面科学实验和量子力学计算。通过使用1 H NMR 和气相色谱/质谱检测，确定在负载型多相 Pt 催化剂的促进下，1-NEA 可以与溶液中的 D 2进行 HD 交换。原位固-液界面的红外吸收光谱研究提供了指示 N-D 键形成的振动特征的检测，量子力学计算有助于峰分配，并提供证据支持 HD 交换机制涉及形成中间体-吸附质子化 1-NEA 物质。该反应被证明是普遍的，因为它在 r- 和 s-1-NEA、r- 和 s-2-NEA 和辛可宁以及 Pt/SiO 2和 Pt/Al 2 O 3上观察到催化剂。通过胺 N 原子的 NEA 吸附和质子化解释了许多已报道但以前未完全理解的观察结果，并提供了一种方法来设想 NEA 分子赋予 Pt 加氢催化剂对映选择性的机制。
更新日期：2022-08-11
中文翻译：
手性改性剂在多相催化中的吸附和反应：1-(1-萘基)乙胺在 Pt 表面
1-(1-萘基)乙胺 (1-NEA) 是一种手性改性剂，用于在催化加氢反应中引入对映选择性，以及其随后的化学反应性，其从溶液中吸附到 Pt 表面的特征在于结合动力学催化测量、表面科学实验和量子力学计算。通过使用1 H NMR 和气相色谱/质谱检测，确定在负载型多相 Pt 催化剂的促进下，1-NEA 可以与溶液中的 D 2进行 HD 交换。原位固-液界面的红外吸收光谱研究提供了指示 N-D 键形成的振动特征的检测，量子力学计算有助于峰分配，并提供证据支持 HD 交换机制涉及形成中间体-吸附质子化 1-NEA 物质。该反应被证明是普遍的，因为它在 r- 和 s-1-NEA、r- 和 s-2-NEA 和辛可宁以及 Pt/SiO 2和 Pt/Al 2 O 3上观察到催化剂。通过胺 N 原子的 NEA 吸附和质子化解释了许多已报道但以前未完全理解的观察结果，并提供了一种方法来设想 NEA 分子赋予 Pt 加氢催化剂对映选择性的机制。
京公网安备 11010802027423号