Homogeneous vs. Heterogeneous Cobalt-Catalyzed Hydrogenations: An Evaluation of Cobaltates and Cobalt Nanoparticles as Catalysts

Item type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Open Access Type:	Primary Publication
Date:	17 October 2019
Referee:	Prof. Dr. Robert Wolf
Date of exam:	10 October 2019
Institutions:	Chemistry and Pharmacy > Institut für Anorganische Chemie > Arbeitskreis Prof. Dr. Robert Wolf
Keywords:	Cobalt, Catalysis, Hydrogenation
Dewey Decimal Classification:	500 Science > 540 Chemistry & allied sciences
Status:	Published
Refereed:	Yes, this version has been refereed
Created at the University of Regensburg:	Yes
Item ID:	40848

Abstract (English)

This thesis reports on the synthesis and characterization of low oxidation state cobalt compounds, which are used as (pre-)catalysts for hydrogenation reactions. Chapter 1 reviews recent developments in cobalt-catalyzed hydrogenation reactions and describes the problems in distinguishing between homogeneous and heterogeneous catalysis. In Chapter 2, the catalytic properties and mechanistic ...

Abstract (English)

This thesis reports on the synthesis and characterization of low oxidation state cobalt compounds, which are used as (pre-)catalysts for hydrogenation reactions. Chapter 1 reviews recent developments in cobalt-catalyzed hydrogenation reactions and describes the problems in distinguishing between homogeneous and heterogeneous catalysis. In Chapter 2, the catalytic properties and mechanistic characteristics of a series of cobaltate complexes is studied. Chapter 3 presents the preparation and characterization of a potent nanoparticulate cobalt catalyst. The nanoparticles feature a high catalytic activity for the hydrogenation of challenging alkene, imine, and quinoline substrates, facile catalyst separation and can be recycled >10 times. The search for chiral alkene cobaltate complexes as potential catalysts for enantioselective hydrogenation reactions is described in Chapter 4. Chapter 5 describes attempts to synthesize new cobaltate complexes with 2,9-diaryl-1,10-phenanthroline ligands, and the catalytic activity of the resulting compounds is evaluated. Chapter 6 summarizes the results of this thesis.

Translation of the abstract (German)

Diese Dissertation berichtet über die Synthese und Charakterisierung von Verbindungen mit Cobalt in niedrigen Oxidationsstufen, die als (Prä)katalysatoren für Hydrierungsreaktionen Verwendung finden. Kapitel 1 gibt einen Überblick über die jüngeren Entwicklungen im Bereich cobaltkatalysierter Hydrierungsreaktionen und beschreibt die Probleme bei der Unterscheidung zwischen homogener und ...

Translation of the abstract (German)

Diese Dissertation berichtet über die Synthese und Charakterisierung von Verbindungen mit Cobalt in niedrigen Oxidationsstufen, die als (Prä)katalysatoren für Hydrierungsreaktionen Verwendung finden. Kapitel 1 gibt einen Überblick über die jüngeren Entwicklungen im Bereich cobaltkatalysierter Hydrierungsreaktionen und beschreibt die Probleme bei der Unterscheidung zwischen homogener und heterogener Katalyse. In Kapitel 2 werden die katalytischen und mechanistischen Eigenschaften einer Serie von Cobaltatkomplexen untersucht. Kapitel 3 legt die Darstellung und Charakterisierung eines leistungsfähigen, nanopartikulären Kobaltkatalysators dar. Die Nanopartikel zeichnen sich durch eine hohe Aktivität bei der Hydrierung von anspruchsvollen Alkenen, Iminen und Chinolinen und durch einfache Abtrennbarkeit aus und können mehr als zehnmal wiederverwendet werden. Die Suche nach chiralen Alkencobaltatkomplexen als potenzielle Katalysatoren für enantioselektive Hydrierungen wird in Kapitel 4 beschrieben. Kapitel 5 beschreibt den Versuch, neue Cobaltatkomplexe mit 2,9-Diaryl-1,10-phenanthrolinliganden zu synthetisieren, und die katalytische Aktivität der resultierenden Verbindungen wird untersucht. Kapitel 6 fasst die Ergebnisse dieser Dissertation zusammen.

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