Doklady ChemistryDoklady ChemistryДоклады Российской академии наук. Химия, науки о материалах2686-95353034-5111The Russian Academy of Sciences65196110.31857/S2686953522600933HPUROOPHYSICAL CHEMISTRYФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯNONEQUILIBRIUM NUCLEAR SPIN STATES OF ETHYLENE DURING ACETYLENE HYDROGENATION WITH PARAHYDROGEN OVER IMMOBILIZED IRIDIUM COMPLEXESНеравновесные состояния ядерных спинов этилена при гидрировании ацетилена параводородом на иммобилизованных комплексах иридияSkovpinI. V.СковпинИ. В.koptyug@tomo.nsc.ruSviyazovS. V.СвиязовС. В.koptyug@tomo.nsc.ruBuruevaD. B.БуруеваД. Б.koptyug@tomo.nsc.ruKovtunovaL. M.КовтуноваЛ. М.koptyug@tomo.nsc.ruNartovaA. V.НартоваА. В.koptyug@tomo.nsc.ruKvonR. I.КвонР. И.koptyug@tomo.nsc.ruBukhtiyarovV. I.БухтияровВ. И.koptyug@tomo.nsc.ruKoptyugI. V.КоптюгИ. В.koptyug@tomo.nsc.ruInternational Tomography Center, Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesМеждународный томографический центр Сибирского отделения Российской академии наукNovosibirsk State UniversityНовосибирский государственный университетBoreskov Institute of Catalysis, Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesИнститут катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук01092023512112012902022025Copyright ©; 2023, И.В. Сковпин, С.В. Свиязов, Д.Б. Буруева, Л.М. Ковтунова, А.В. Нартова, Р.И. Квон, В.И. Бухтияров, И.В. КоптюгCopyright ©; 2023, И.В. Сковпин, С.В. Свиязов, Д.Б. Буруева, Л.М. Ковтунова, А.В. Нартова, Р.И. Квон, В.И. Бухтияров, И.В. Коптюг2023И.В. Сковпин, С.В. Свиязов, Д.Б. Буруева, Л.М. Ковтунова, А.В. Нартова, Р.И. Квон, В.И. Бухтияров, И.В. КоптюгИ.В. Сковпин, С.В. Свиязов, Д.Б. Буруева, Л.М. Ковтунова, А.В. Нартова, Р.И. Квон, В.И. Бухтияров, И.В. Коптюгhttps://journals.eco-vector.com/2686-9535/article/view/651961

In this work rhodium and iridium immobilized complexes were prepared and characterized by X-ray photoelectron spectroscopy. For the first time, hyperpolarized 13C-ethylene was detected directly in the gas phase during acetylene hydrogenation with parahydrogen on immobilized iridium complexes. The line shape of polarized 13С‑ethylene unambiguously indicates that the hydrogen addition to the triple bond of acetylene on immobilized iridium complexes proceeds via syn-addition. It has been shown that the selective acetylene hydrogenation with parahydrogen over immobilized iridium complexes is an effective chemical method for enriching the nuclear spin isomers of ethylene.

В работе получены и охарактеризованы методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии иммобилизованные комплексы родия и иридия. Впервые удалось зарегистрировать гиперполяризованный 13С-этилен непосредственно в газовой фазе в реакции гидрирования параводородом ацетилена с природным содержанием изотопа 13С на иммобилизованных комплексах иридия. Анализ формы линий поляризованного 13С‑этилена однозначно указывает на то, что присоединение водорода к тройной связи ацетилена на иридиевых иммобилизованных комплексах протекает стереоселективно по пути син-присоединения. Показано, что реакция селективного гидрирования ацетилена параводородом на иммобилизованных комплексах иридия является эффективным химическим способом обогащения ядерных спиновых изомеров этилена.

hyperpolarizationparahydrogenparahydrogen-induced polarizationNMRheterogeneous catalysisimmobilized complexesXPSselective hydrogenationethyleneгиперполяризацияпараводородиндуцированная параводородом поляризация ядерЯМРгетерогенный катализиммобилизованные комплексыРФЭСселективное гидрированиеэтиленЛ.М.К., А.В.Н., Р.И.К. и В.И.Б. выражают благодарность Институту катализа им. Г.К. Борескова СО РАН за возможность проведения исследований синтезированных катализаторов методом РФЭС. И.В.С., С.В.С., Д.Б.Б. и И.В.К. благодарят Министерство науки и высшего образования РФ за доступ к спектрометру ЯМР.Bos A.N.R., Westerterp K.R. // Chem. Eng. Process. Process Intensif. 1993. V. 32. P. 1–7. https://doi.org/10.1016/0255-2701(93)87001-BZhivonitko V.V., Kovtunov K.V., Chapovsky P.L., Kop-tyug I.V. // Angew. Chem. Int. Ed. 2013. V. 52. P. 13251–13255. https://doi.org/10.1002/anie.201307389Chapovsky P.L., Zhivonitko V.V., Koptyug I.V. // J. Phys. Chem. A. 2013. V. 117. P. 9673–9683. https://doi.org/10.1021/jp312322fГельмуханов Ф.Х., Шалагин А.М. // Письма в ЖЭТФ. 1979. V. 29. P. 773–776.Sun Z.-D., Takagi K., Matsushima F. // Science. 2005. V. 310. P. 1938–1941. https://doi.org/10.1126/science.1120037Eills J., Budker D., Cavagnero S., Chekmenev E.Y., Elliott S.J., Jannin S., Lesage A., Matysik J., Meersmann T., Prisner T., Reimer J.A., Yang H., Koptyug I.V. // Chem. Rev. 2023. V. 123. P. 1417–1551. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.2c00534Ковтунов К.В., Буруева Д.Б., Свиязов С.В., Сальников О.Г., Гудсон Б.М., Чекменев Э.Ю., Коптюг И.В. // Изв. АН. Сер. Хим. 2021. V. 12. P. 2382–2389.Покочуева Е.В., Святова А.И., Буруева Д.Б., Коптюг И.В. // Изв. АН. Сер. Хим. 2023. V. 1. P. 1–19.Duckett S.B., Mewis R.E. // Acc. Chem. Res. 2012. V. 45 P. 1247–1257. https://doi.org/10.1021/ar2003094Koptyug I.V., Kovtunov K.V., Burt S.R., Anwar M.S., Hilty C., Han S.-I., Pines A., Sagdeev R.Z. // J. Am. Chem. Soc. 2007. V. 129. P. 5580–5586. https://doi.org/10.1021/ja068653oKovtunov K.V., Beck I.E., Bukhtiyarov V.I., Koptyug I.V. // Angew. Chem. Int. Ed. 2008. V. 47. P. 1492–1495. https://doi.org/10.1002/anie.200704881Kovtunov K.V., Zhivonitko V.V., Skovpin I.V., Barskiy D.A., Koptyug I.V. // Top. Curr. Chem. 2013. V. 338. P. 123–180. https://doi.org/10.1007/128_2012_371Pokochueva E.V., Burueva D.B., Kovtunova L.M., Bukhtiyarov A.V., Gladky A.Yu., Kovtunov K.V., Koptyug I.V., Bukhtiyarov V.I. // Faraday Discuss. 2021. V. 229. P. 161–175. https://doi.org/10.1039/C9FD00138GBurueva D.B., Kovtunov K.V., Bukhtiyarov A.V., Barskiy D.A., Prosvirin I.P., Mashkovsky I.S., Baeva G.N., Bukhtiyarov V.I., Stakheev A.Yu., Koptyug I.V. // Chem. Eur. J. 2018. V. 24. P. 2547–2553. https://doi.org/10.1002/chem.201705644Zhao E.W., Maligal-Ganesh R., Xiao C., Goh T.-W., Qi Z., Pei Y., Hagelin-Weaver H.E., Huang W., Bowers C.R. // Angew. Chem. Int. Ed. 2017. V. 56. P. 3925–3929. https://doi.org/10.1002/anie.201701314Corma A., Salnikov O.G., Barskiy D.A., Kovtunov K.V., Koptyug I.V. // Chem. Eur. J. 2015. V. 21. P. 7012–7015. https://doi.org/10.1002/chem.201406664Skovpin I.V., Zhivonitko V.V., Koptyug I.V. // Appl. Magn. Reson. 2011. V. 41. P. 393–410. https://doi.org/10.1007/s00723-011-0255-zSkovpin I.V., Zhivonitko V.V., Kaptein R., Koptyug I.V. // Appl. Magn. Reson. 2013. V. 44. P. 289–300. https://doi.org/10.1007/s00723-012-0419-5Skovpin I.V., Zhivonitko V.V., Prosvirin I.P., Khabibulin D.F., Koptyug I.V. // Z. Phys. Chem. 2017. V. 231. P. 575–592. https://doi.org/10.1515/zpch-2016-0824Skovpin I.V., Kovtunova L.M., Nartova A.V., Kvon R.I., Bukhtiyarov V.I., Koptyug I.V. // Catal. Sci. Technol. 2022. V. 12. P. 3247–3253. https://doi.org/10.1039/D1CY02258JCrabtree R.H., Morris G.E. // J. Organomet. Chem. 1977. V. 135. P. 395–403. https://doi.org/10.1016/S0022-328X(00)88091-2Yamada T., Matsuo T., Ogawa A., Ichikawa T., Kobayashi Y., Masuda H., Miyamoto R., Bai H., Meguro K., Sawama Y., Monguchi Y., Sajiki H. // Org. Process Res. Dev. 2018. V. 23. P. 462–469. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.8b00291Huang L., Ang T.P., Wang Z., Tan J., Chen J., Wong P.K. // Inorg. Chem. 2011. V. 50. P. 2094–2111. https://doi.org/10.1021/ic100824eCrudden C.M., Sateesh M., Lewis R. // J. Am. Chem. Soc. 2005. V. 127. P. 10045–10050. https://doi.org/10.1021/ja0430954Holsboer F., Beck W., Bartunik H.D. // J. Chem. Soc., Dalt. Trans. 1973. P. 1828–1829. https://doi.org/10.1039/DT9730001828Fernando N.K., Cairns A.B., Murray C.A., Thompson A.L., Dickerson J.L., Garman E.F., Ahmed N., Ratcliff L.E., Regoutz A. // J. Phys. Chem. A. 2021. V. 125. P. 7473–7488. https://doi.org/10.1021/acs.jpca.1c05759Bowers C.R., Weitekamp D.P. // J. Am. Chem. Soc. 1987. V. 109. P. 5541–5542. https://doi.org/10.1021/ja00252a049Salnikov O.G., Kovtunov K.V., Barskiy D.A., Khudorozhkov A.K., Inozemtseva E.A., Prosvirin I.P., Bukhtiya-rov V.I., Koptyug I.V. // ACS Catal. 2014. V. 4. P. 2022–2028. https://doi.org/10.1021/cs500426aGiordano G., Crabtree R.H., Heintz R.M., Forster D., Morris D.E. Di-μ-chloro-bis(η4-1,5-cyclooctadlene) dirhodium (I). In: Inorganic syntheses. V. 19. Shri-ver D.F. (Ed.). John Wiley & Sons, 1979. P. 218–220. https://doi.org/10.1002/9780470132500.ch50Moulder J.F., Stickle W.F., Sobol P.E., Bomben K.D. Handbook of X-ray photoelectron spectroscopy. 2nd edn. Perkin-Elmer Corp., Eden Priarie, MN, USA, 1992.XPSPEAK, свободно распространяемое программное обеспечение для анализа спектров РФЭС // http://xpspeak.software.informer.com/4.1/ (ссылка активна на 27.12.2022).Квон Р.И., Нартова АВ., Ковтунова Л.М., Бухтияров В.И. // Журн. структ. хим. 2023. V. 64. P. 106142. https://doi.org/10.26902/JSC_id106142