Carborane compounds as efficient light-driven in oxidation catalysis

Abstract

This thesis studies the behavior of different metallacarboranes such as Na[Co(C2B9H11)2] Na[1] and their chlorinated derivatives, Na[3,3’-Co(8-Cl-1,2-C2B9H10)2] Na[Cl2-1] i Na[3,3’-Co(8,9,12-Cl3-1,2-C2B9H8)2] Na[Cl6-1], as photoredox catalysts in the oxidation of different alcohols and alkenes in aqueous media, which take place through single-electron transfer (SET) processes. In the major part of the catalytic experiments, high yield and selectivity values (>99%) have been obtained, even reducing the catalyst load. These results have been possible thanks to the high solubility of the catalysts in water, their high oxidizing power of the CoIV/III redox couple, their lack of fluorescence on excitation, and the surfactant behavior of the catalyst. Additionally, the metallacarboranes were easily recovered by precipitation on addition of [NMe4]Cl. Based on the results obtained, a mechanism for the photoredox catalytic procedure was proposed

En aquesta tesi s’estudia el comportament de diferents metal·lacarborans com Na[Co(C2B9H11)2] Na[1] i els seus derivats clorats, Na[3,3’-Co(8-Cl-1,2-C2B9H10)2] Na[Cl2-1] i Na[3,3’-Co(8,9,12-Cl3-1,2-C2B9H8)2] Na[Cl6-1], com a catalitzadors fotoredox en l’oxidació de diferents alcohols i alquens en medi aquós, que tenen lloc a través de processos single-electron transfer (SET). A la major part dels experiments catalítics, es van obtenir alts valors de rendiment i selectivitat (>99%), inclús reduint la càrrega del catalitzador. Aquests resultats han estat possibles gràcies a l’alta solubilitat dels catalitzadors en aigua, al seu alt poder oxidant del parell redox CoIV/III, a la seva manca de fluorescence en l’excitació, i al comportament surfactant del catalitzador. Addicionalment, els metal·lacarborans van poder ser recuperats fàcilment mitjançant precipitació en afegir [NMe4]Cl. Basat en els resultats obtinguts, es va proposar un mecanisme per al procés catalític fotoredox.