Soluble/MOF-Supported Palladium Single Atoms Catalyze the Ligand-, Additive-, and Solvent-Free Aerobic Oxidation of Benzyl Alcohols to Benzoic Acids.


Journal

Journal of the American Chemical Society
ISSN: 1520-5126
Titre abrégé: J Am Chem Soc
Pays: United States
ID NLM: 7503056

Informations de publication

Date de publication:
17 Feb 2021
Historique:
pubmed: 5 2 2021
medline: 5 2 2021
entrez: 4 2 2021
Statut: ppublish

Résumé

Metal single-atom catalysts (SACs) promise great rewards in terms of metal atom efficiency. However, the requirement of particular conditions and supports for their synthesis, together with the need of solvents and additives for catalytic implementation, often precludes their use under industrially viable conditions. Here, we show that palladium single atoms are spontaneously formed after dissolving tiny amounts of palladium salts in neat benzyl alcohols, to catalyze their direct aerobic oxidation to benzoic acids without ligands, additives, or solvents. With this result in hand, the gram-scale preparation and stabilization of Pd SACs within the functional channels of a novel methyl-cysteine-based metal-organic framework (MOF) was accomplished, to give a robust and crystalline solid catalyst fully characterized with the help of single-crystal X-ray diffraction (SCXRD). These results illustrate the advantages of metal speciation in ligand-free homogeneous organic reactions and the translation into solid catalysts for potential industrial implementation.

Identifiants

pubmed: 33535758
doi: 10.1021/jacs.0c12367
pmc: PMC9645712
doi:

Types de publication

Journal Article

Langues

eng

Sous-ensembles de citation

IM

Pagination

2581-2592

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Auteurs

Estefanía Tiburcio (E)

Instituto de Ciencia Molecular (ICMol), Universidad de Valencia, 46980 Paterna, Valencia, Spain.

Rossella Greco (R)

Instituto de Tecnología Química (UPV-CSIC), Universitat Politècnica de València-Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Avda. de los Naranjos s/n, 46022 Valencia, Spain.

Marta Mon (M)

Instituto de Tecnología Química (UPV-CSIC), Universitat Politècnica de València-Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Avda. de los Naranjos s/n, 46022 Valencia, Spain.

Jordi Ballesteros-Soberanas (J)

Instituto de Tecnología Química (UPV-CSIC), Universitat Politècnica de València-Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Avda. de los Naranjos s/n, 46022 Valencia, Spain.

Jesús Ferrando-Soria (J)

Instituto de Ciencia Molecular (ICMol), Universidad de Valencia, 46980 Paterna, Valencia, Spain.

Miguel López-Haro (M)

Departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica y Química Inorgánica, Facultad de Ciencias, Universidad de Cádiz, Campus Universitario de Puerto Real, 11510 Puerto Real, Cádiz, Spain.
Instituto Universitario de Investigación en Microscopía Electrónica y Materiales (IMEYMAT), Facultad de Ciencias, Universidad de Cádiz, Campus Universitario de Puerto Real, 11510 Puerto Real, Cádiz, Spain.

Juan Carlos Hernández-Garrido (JC)

Departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica y Química Inorgánica, Facultad de Ciencias, Universidad de Cádiz, Campus Universitario de Puerto Real, 11510 Puerto Real, Cádiz, Spain.
Instituto Universitario de Investigación en Microscopía Electrónica y Materiales (IMEYMAT), Facultad de Ciencias, Universidad de Cádiz, Campus Universitario de Puerto Real, 11510 Puerto Real, Cádiz, Spain.

Judit Oliver-Meseguer (J)

Instituto de Tecnología Química (UPV-CSIC), Universitat Politècnica de València-Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Avda. de los Naranjos s/n, 46022 Valencia, Spain.

Carlo Marini (C)

CELLS-ALBA Synchrotron, Cerdanyola del Vallès, E-08290 Barcelona, Spain.

Mercedes Boronat (M)

Instituto de Tecnología Química (UPV-CSIC), Universitat Politècnica de València-Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Avda. de los Naranjos s/n, 46022 Valencia, Spain.

Donatella Armentano (D)

Dipartimento di Chimica e Tecnologie Chimiche (CTC), Università della Calabria, Rende 87036, Cosenza, Italy.

Antonio Leyva-Pérez (A)

Instituto de Tecnología Química (UPV-CSIC), Universitat Politècnica de València-Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Avda. de los Naranjos s/n, 46022 Valencia, Spain.

Emilio Pardo (E)

Instituto de Ciencia Molecular (ICMol), Universidad de Valencia, 46980 Paterna, Valencia, Spain.

Classifications MeSH