The "missing link": The gas-phase generation of platinum-methylidyne clusters PtnCH+ (n=1, 2) and their reactions with hydrocarbons and ammonia

Chemistry - A European Journal

Volumn 17, Issue 42, 2011, Pages 11761-11772

  Butschke, Burkhard ^a   Schwarz, Helmut ^a  

^a TECHNISCHE UNIVERSITÄT BERLIN   (Germany)

Author keywords

C H activation; density functional calculations; methylidyne; platinum; soot formation

Indexed keywords

ACID MOLECULES; BOND COUPLING; C-H ACTIVATION; COLLISION-INDUCED DISSOCIATION; COMPLETE EXCHANGE; DFT CALCULATION; DIHYDROGEN; DIMERIC CATION; ENCOUNTER COMPLEX; GASPHASE; HIGH SELECTIVITY; HYDROGEN ATOMS; HYDROGEN-ATOM TRANSFER; ION-MOLECULE REACTION; METHYL GROUP; METHYLIDYNE; PLATINUM COMPLEXES; REACTION ROUTES; RELATIVE RATES; SOOT FORMATION; THERMAL CONDITION;

ACETIC ACID; ACTIVATION ANALYSIS; AMMONIA; CARBON DIOXIDE; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; DIMERS; ELECTROSPRAY IONIZATION; FUNCTIONAL GROUPS; HYDROCARBONS; HYDROGEN; IONIZATION OF GASES; IONS; ISOTOPES; METHANOL; MOLECULES; PLATINUM; SUBSTRATES;

PLATINUM COMPOUNDS;

EID: 80053529086     PISSN: 09476539     EISSN: 15213765     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/chem.201101018     Document Type: Article

References (104)

1. F. Fischer, H. Tropsch, Ber. Dtsch. Chem. Ges. 1926, 59, 830-831
2. F. Fischer, H. Tropsch, Brennst.-Chem. 1926, 7, 97-116.
3. J. H. Lunsford, Angew. Chem. 1995, 107, 1059-1070
4. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1995, 34, 970-980
5. J. H. Lunsford, Catal. Today 2000, 63, 165-174
6. E. V. Kondrakov, M. Baerns, in Handbook of Heterogeneous Catalysis, Vol. 6 (Eds.:, G. Ertl, K. H., F. Schüth, J. Weitkamp,), Wiley-VCH, Weinheim, 2008, p. 3010
7. A. Holmen, Catal. Today 2009, 142, 2-8.
8. R. Deng, E. Herceg, M. Trenary, Surf. Sci. 2004, 573, 310-319
9. T. Fuhrmann, M. Kinne, C. M. Whelan, J. F. Zhu, R. Denecke, H. P. Steinrück, Chem. Phys. Lett. 2004, 390, 208-213.
10. D. T. P. Watson, S. Titmuss, D. A. King, Surf. Sci. 2002, 505, 49-57.
11. J. Kua, W. A. Goddard, J. Phys. Chem. B 1998, 102, 9492-9500
12. A. Michaelides, P. Hu, J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 9866-9867
13. M. A. Petersen, S. J. Jenkins, D. A. King, J. Phys. Chem. B 2004, 108, 5909-5919
14. M. A. Petersen, S. J. Jenkins, D. A. King, J. Phys. Chem. B 2004, 108, 5920-5929.
15. P. Berlowitz, B. L. Yang, J. B. Butt, H. H. Kung, Surf. Sci. 1985, 159, 540-554
16. X. L. Zhou, Z. M. Liu, J. Kiss, D. W. Sloan, J. M. White, J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 3565-3592.
17. K. K. Irikura, J. L. Beauchamp, J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 2769-2770
18. K. K. Irikura, J. L. Beauchamp, J. Phys. Chem. 1991, 95, 8344-8351.
19. R. Wesendrup, D. Schröder, H. Schwarz, Angew. Chem. 1994, 106, 1232-1235
20. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1994, 33, 1174-1176
21. C. Heinemann, R. Wesendrup, H. Schwarz, Chem. Phys. Lett. 1995, 239, 75-83
22. M. Pavlov, M. R. A. Blomberg, P. E. M. Siegbahn, R. Wesendrup, C. Heinemann, H. Schwarz, J. Phys. Chem. A 1997, 101, 1567-1579
23. U. Achatz, M. Beyer, S. Joos, B. S. Fox, G. Niedner-Schatteburg, V. E. Bondybey, J. Phys. Chem. A 1999, 103, 8200-8206
24. X.-G. Zhang, R. Liyanage, P. B. Armentrout, J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 5563-5575.
25. H. Schwarz, Angew. Chem. 2003, 115, 4580-4593
26. Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 42, 4442-4454.
27. X. Zhang, H. Schwarz, Chem. Eur. J. 2010, 16, 5882-5888.
28. U. Achatz, C. Berg, S. Joos, B. S. Fox, M. K. Beyer, G. Niedner-Schatteburg, V. E. Bondybey, Chem. Phys. Lett. 2000, 320, 53-58
29. K. Koszinowski, D. Schröder, H. Schwarz, J. Phys. Chem. A 2003, 107, 4999-5006
30. G. Kummerlöwe, I. Balteanu, Z. Sun, O. P. Balaj, V. E. Bondybey, M. K. Beyer, Int. J. Mass Spectrom. 2006, 254, 183-188.
31. + is the least reactive platinum-cluster cation in the reactions with methane; for a computational analysis, see:, L. Lv, Y. Wang, Q. Wang, H. Liu, J. Phys. Chem. C 2010, 114, 17610-17620.
32. K. Koszinowski, D. Schröder, H. Schwarz, Organometallics 2003, 22, 3809-3819.
33. M. Aschi, M. Brönstrup, M. Diefenbach, J. N. Harvey, D. Schröder, H. Schwarz, Angew. Chem. 1998, 110, 858-861
34. Angew. Chem. Int. Ed. 1998, 37, 829-832
35. M. Brönstrup, D. Schröder, H. Schwarz, Organometallics 1999, 18, 1939-1948
36. M. Diefenbach, M. Brönstrup, M. Aschi, D. Schröder, H. Schwarz, J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 10614-10625.
37. P. Forzatti, L. Lietti, Catal. Today 1999, 52, 165-181
38. N. M. Ostrovskii, Kinet. Catal. 2001, 42, 326-333.
39. M. Basato, A. Biffis, G. Martinati, C. Tubaro, A. Venzo, P. Ganis, F. Benetollo, Inorg. Chim. Acta 2003, 355, 399-403.
40. T. Yamaguchi, H. Adachi, T. Ito, Y. Sasaki, Bull. Chem. Soc. Jpn. 1994, 67, 3116-3118.
41. S. M. Morehouse, A. R. Powell, J. P. Heffer, T. A. Stephenson, G. Wilkinson, Chem. Ind. 1964, 544-545
42. T. A. Stephenson, S. M. Morehouse, A. R. Powell, J. P. Heffer, G. Wilkinson, J. Chem. Soc. 1965, 3632-3640.
43. J. M. Davidson, C. Triggs, Chem. Ind. 1966, 457
44. B. W. Malerbi, Chem. Ind. 1970, 796.
45. M. A. A. F. de C. T. Carrondo, A. C. Skapski, J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1976, 410-411
46. M. A. A. F. de C. T. Carrondo, A. C. Skapski, Acta Crystallogr. Sect. B 1978, 34, 1857-1862
47. M. A. A. F. de C. T. Carrondo, A. C. Skapski, Acta Crystallogr. Sect. B 1978, 34, 3576-3581.
48. T. Yamaguchi, Y. Sasaki, A. Nagasawa, T. Ito, N. Koga, K. Morokuma, Inorg. Chem. 1989, 28, 4311-4312
49. T. Yamaguchi, T. Ueno, T. Ito, Inorg. Chem. 1993, 32, 4996-4997
50. T. Yamaguchi, A. Shibata, T. Ito, Chem. Eur. J. 2001, 7, 5409-5418
51. M. Ohashi, A. Yagyu, Q. Xu, K. Mashima, Chem. Lett. 2006, 35, 954-955
52. M. Ohashi, A. Yagyu, T. Yamagata, K. Mashima, Chem. Commun. 2007, 3103-3105.
53. T. Megyes, S. Bálint, I. Bakó, T. Grósz, L. Kótai, G. Pálinkás, J. Mol. Liq. 2008, 143, 23-30.
54. J. Derek Woollins, P. F. Kelly, Coord. Chem. Rev. 1985, 65, 115-140
55. D. P. Bancroft, F. A. Cotton, L. R. Falvello, W. Schwotzer, Inorg. Chem. 1986, 25, 763-770
56. D. P. Bancroft, F. A. Cotton, Inorg. Chem. 1988, 27, 1633-1637
57. E. S. Peterson, D. P. Bancroft, D. Min, F. A. Cotton, E. H. Abbott, Inorg. Chem. 1990, 29, 229-232
58. T. Yamaguchi, Y. Sasaki, T. Ito, J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 4038-4040
59. T. G. Appleton, K. A. Byriel, J. R. Hall, C. H. L. Kennard, M. T. Mathieson, J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 7305-7307
60. T. G. Appleton, K. A. Byriel, J. M. Garrett, J. R. Hall, C. H. L. Kennard, M. T. Mathieson, R. Stranger, Inorg. Chem. 1995, 34, 5646-5655
61. F. Albert Cotton, J. H. Matonic, C. A. Murillo, Inorg. Chim. Acta 1997, 264, 61-65
62. K. Sakai, K. Yokokawa, Y. Yokoyama, Acta Crystallogr. Sect. C 2007, 63, m 36 -m 41
63. M. A. Bennett, S. K. Bhargava, E. C.-C. Cheng, W. H. Lam, T. K.-M. Lee, S. H. Privér, J. Wagler, A. C. Willis, V. W.-W. Yam, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 7094-7103.
64. R. D. Bach, O. Dmitrenko, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 4598-4611.
65. J. F. Liebman, A. Greenberg, J. Org. Chem. 1974, 39, 123-130.
66. http://webbook.nist.gov/chemistry/.
67. J. Schwarz, D. Schröder, H. Schwarz, C. Heinemann, J. Hrušák, Helv. Chim. Acta 1996, 79, 1110-1120
68. E.-L. Zins, P. Milko, D. Schröder, J. Aysina, D. Ascenzi, J. Žabka, C. Alcaraz, S. D. Price, J. Roithová, Chem. Eur. J. 2011, 17, 4012-4020.
69. P. Pyykkö, M. Patzschke, J. Suurpere, Chem. Phys. Lett. 2003, 381, 45-52.
70. R. Hoffmann, Angew. Chem. 1982, 94, 725-739
71. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1982, 21, 711-724.
72. C. A. Schalley, G. Hornung, D. Schröder, H. Schwarz, Int. J. Mass Spectrom. Ion Processes 1998, 172, 181-208
73. M. E. Jacox, W. E. Thompson, J. Chem. Phys. 2003, 119, 10824-10831
74. J. D. Savee, J. E. Mann, R. E. Continetti, J. Phys. Chem. A 2010, 114, 1485-1491
75. N. S. Shuman, M. Johnson, W. R. Stevens, M. E. Harding, J. F. Stanton, T. Baer, J. Phys. Chem. A 2010, 114, 10016-10023.
76. M. Armélin, M. Schlangen, H. Schwarz, Chem. Eur. J. 2008, 14, 5229-5236.
77. A. M. Ricks, G. E. Douberly, P. v. R. Schleyer, M. A. Duncan, J. Chem. Phys. 2010, 132, 051101-051104.
78. 3 deuteride abstraction concomitant with the formation of neutral NiDF amounts to more than 98%; for details, see:, M. Schlangen, D. Schröder, H. Schwarz, Chem. Eur. J. 2007, 13, 6810-6816.
79. D. T. P. Watson, Q. Ge, D. A. King, J. Chem. Phys. 2001, 115, 11306-11316.
80. D. T. P. Watson, J. J. W. Harris, D. A. King, Surf. Sci. 2002, 505, 58-70.
81. D. Schröder, T. Weiske, H. Schwarz, Int. J. Mass Spectrom. 2002, 219, 729-738
82. C. Trage, D. Schröder, H. Schwarz, Chem. Eur. J. 2005, 11, 619-627.
83. N. B. Cech, C. G. Enke, Mass Spectrom. Rev. 2001, 20, 362-387.
84. http://www.sisweb.com/mstools/isotope.htm.
85. D. Schröder, H. Schwarz, Can. J. Chem. 2005, 83, 1936-1940.
86. D. Schröder, H. Schwarz, S. Schenk, E. Anders, Angew. Chem. 2003, 115, 5241-5244
87. Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 42, 5087-5090
88. C. Trage, M. Diefenbach, D. Schröder, H. Schwarz, Chem. Eur. J. 2006, 12, 2454-2464
89. D. Schröder, M. Engeser, H. Schwarz, E. C. E. Rosenthal, J. Döbler, J. Sauer, Inorg. Chem. 2006, 45, 6235-6245
90. P. Gruene, C. Trage, D. Schröder, H. Schwarz, Eur. J. Inorg. Chem. 2006, 4546-4552
91. B. Jagoda-Cwiklik, P. Jungwirth, L. Rulíšek, P. Milko, J. Roithová, J. Lemaire, P. Maitre, J. M. Ortega, D. Schröder, ChemPhysChem 2007, 8, 1629-1639.
92. Gaussian 09, Revision A.02, M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, G. Scalmani, V. Barone, B. Mennucci, G. A. Petersson, H. Nakatsuji, M. Caricato, X. Li, H. P. Hratchian, A. F. Izmaylov, J. Bloino, G. Zheng, J. L. Sonnenberg, M. Hada, M. Ehara, K. Toyota, R. Fukuda, J. Hasegawa, M. Ishida, T. Nakajima, Y. Honda, O. Kitao, H. Nakai, T. Vreven, J. A. Montgomery Jr., J. E. Peralta, F. Ogliaro, M. Bearpark, J. J. Heyd, E. Brothers, K. N. Kudin, V. N. Staroverov, R. Kobayashi, J. Normand, K. Raghavachari, A. Rendell, J. C. Burant, S. S. Iyengar, J. Tomasi, M. Cossi, N. Rega, N. J. Millam, M. Klene, J. E. Knox, J. B. Cross, V. Bakken, C. Adamo, J. Jaramillo, R. Gomperts, R. E. Stratmann, O. Yazyev, A. J. Austin, R. Cammi, C. Pomelli, J. W. Ochterski, R. L. Martin, K. Morokuma, V. G. Zakrzewski, G. A. Voth, P. Salvador, J. J. Dannenberg, S. Dapprich, A. D. Daniels, Ã-. Farkas, J. B. Foresman, J. V. Ortiz, J. Cioslowski, D. J. Fox, Gaussian, Inc., Wallingford CT, 2009.
93. A. Schäfer, C. Huber, R. Ahlrichs, J. Chem. Phys. 1994, 100, 5829-5835.
94. D. Andrae, U. Häuermann, M. Dolg, H. Stoll, H. Preu, Theor. Chim. Acta 1990, 77, 123-141
95. M. Dolg, H. Stoll, H. Preuss, R. M. Pitzer, J. Phys. Chem. 1993, 97, 5852-5859
96. K. A. Peterson, D. Figgen, M. Dolg, H. Stoll, J. Chem. Phys. 2007, 126, 124101-124112.
97. A. D. Becke, Phys. Rev. A 1988, 38, 3098
98. C. Lee, W. Yang, R. G. Parr, Phys. Rev. B 1988, 37, 785
99. A. D. Becke, J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648-5652.
100. B. Butschke, D. Schröder, H. Schwarz, Organometallics 2009, 28, 4340-4349
101. B. Butschke, H. Schwarz, Organometallics 2011, 30, 1588-1598.
102. K. Fukui, J. Phys. Chem. 1970, 74, 4161-4163
103. K. Fukui, Acc. Chem. Res. 1981, 14, 363-368
104. C. Gonzalez, H. B. Schlegel, J. Phys. Chem. 1990, 94, 5523-5527.