Macroligands-like Porous solids : a bridge between homogeneous and heterogeneous catalysis

Des solides poreux comme macroligands solides pour un lien entre catalyse homogène et hétérogène

Jérôme Canivet (1) , Florian Wisser (1)

1 ING - IRCELYON-Ingéniérie, du matériau au réacteur

The integration of catalytically active centers into a solid support without loss of performance compared to their homogeneous analogs is still a major challenge. In this context, a molecularly defined support as macroligand, i.e. a solid acting like the ligand in the corresponding molecular complex, can be considered as a key to bridge the gap between molecular and heterogeneous catalysis. Porous solids such as Metal-Organic Frameworks (MOF) and purely organic Porous Organic Polymers (POP) are appealing candidates. Using a series of heterogeneous catalysts based on MOF and POP as macroligands of organometallic complexes, we show that both homogeneous and heterogenized catalysts follow the same linear correlation between the electronic effect of the ligand, described by the Hammett parameter, and the catalytic activity. The rational design of novel heterogeneous catalysts can thus be guided by rules from molecular chemistry.

L'intégration de centres catalytiquement actifs sur un support solide sans perte de performance par rapport à la version en solution reste un défi majeur. Dans ce contexte, un support défini au niveau moléculaire en tant que macroligand, c'est-à-dire un solide agissant comme le ligand dans le complexe moléculaire correspondant, permet de créer un lien entre la catalyse homogène et hétérogène. Les solides poreux tels que les Metal-Organic Frameworks (MOF) et Polymères Organiques Poreux (POP) sont des candidats prometteurs. En utilisant une série de catalyseurs hétérogènes à base de MOF et de POP en tant que macroligands pour des complexes organométalliques hétérogénéisés, nous montrons que les catalyseurs homogènes et hétérogènes suivent la même corrélation linéaire entre l'effet électronique du ligand, décrit par la constante de Hammett, et l'activité catalytique. La conception rationnelle de nouveaux catalyseurs hétérogènes peut donc être guidée par des règles de la chimie moléculaire.

Mots clés: Heterogeneous catalysis; molecular catalysis; metal-organic frameworks; porous organic polymers; Hammett

Domaines: Catalyse; Polymères; Chimie de coordination

Jérôme Canivet, Florian Wisser. Des solides poreux comme macroligands solides pour un lien entre catalyse homogène et hétérogène. L'Actualité Chimique, 2020. ⟨hal-02913022⟩