Promotie: Metal-ligand cooperativity at nickel π-complexes for the stabilization of reactive intermediates and hydrogenation catalysis

Omdat de chemische industrie één van de grootste en meest impactvolle industriële sectoren is, speelt scheikundig onderzoek een bepalende rol in de transitie naar een duurzame wereld. De twaalf principes van de groene chemie vormen een belangrijke leidraad bij het ontwerpen van nieuwe chemische processen, waarbij de nadruk ligt op het minimaliseren van het gebruik en de productie van schadelijke stoffen. Het ‘katalyse versus stoichiometrisch’ principe legt de sleutelrol van katalysatoren vast, omdat het gebruik ervan in kleine hoeveelheden een chemische reactie kan versnellen. Over het algemeen vinden katalytische processen selectief plaats, waarbij minder middelen nodig zijn en minder afval ontstaat. 

In lijn met dit principe is dit proefschrift gericht op de ontwikkeling van het katalytische potentieel van nikkel, een veelvoorkomend metaal, gebonden aan organische fosfor-liganden voorzien van een onverzadigde C=X (X = C, O of N)-groep. Onze aanpak omvatte twee verschillende onderzoekslijnen. Ten eerste werden de diverse transformaties van een cruciaal en reactief “nikkellacyclobutaan-intermediair” onderzocht om de selectiviteit van katalytische reacties beter te begrijpen en te controleren. De verkregen resultaten laten zien dat nikkel-intermediairen selectieve reactiviteit kunnen ondergaan in processen die traditioneel met dure edelmetalen worden uitgevoerd. Ten tweede werd een ongebruikelijk mechanisme voor de activering van H–H en C–H-bindingen ontdekt met behulp van een olefine-nikkelcomplex en werd het nut ervan voor katalytische hydrogenering aangetoond.

De resultaten geven nieuw inzicht in hoe metaalcomplexen hydrogeneringsreacties katalyseren en vormen de basis voor de ontwikkeling van een nieuwe familie van duurzame katalysatoren.