A Homobimetallic Frustrated Lewis Pair Cobalt Catalyst for the Methanolysis of Hydrosilanes

A Ana Luque‐Gómez (Instituto de Síntesis Química y Catálisis Homogénea CSIC‐Universidad de Zaragoza C/Pedro Cerbuna 12, Facultad de Ciencias Zaragoza 50009 Spain) D Daniel Barrena‐Espés (Departamento de Química Física y Analítica Universidad de Oviedo Avda. Julián Clavería 8 Oviedo 33006 Spain) P Pilar García‐Orduña (Instituto de Síntesis Química y Catálisis Homogénea CSIC‐Universidad de Zaragoza C/Pedro Cerbuna 12, Facultad de Ciencias Zaragoza 50009 Spain) A Andrea Pérez‐García (Instituto de Síntesis Química y Catálisis Homogénea CSIC‐Universidad de Zaragoza C/Pedro Cerbuna 12, Facultad de Ciencias Zaragoza 50009 Spain) M Miguel A. Casado (Instituto de Síntesis Química y Catálisis Homogénea CSIC‐Universidad de Zaragoza C/Pedro Cerbuna 12, Facultad de Ciencias Zaragoza 50009 Spain) J Julen Munarriz (Departamento de Química Física and Instituto de Biocomputación y Física de Sistemas Complejos (BIFI) Universidad de Zaragoza C/Pedro Cerbuna 12, Facultad de Ciencias Zaragoza 50009 Spain) M Manuel Iglesias (Instituto de Síntesis Química y Catálisis Homogénea CSIC‐Universidad de Zaragoza C/Pedro Cerbuna 12, Facultad de Ciencias Zaragoza 50009 Spain)

Abstract

Abstract The bimetallic Co(I)/Co(–I) complex [Co(CO) 2 (κ 3 ‐ P , N , P ‐PN H P)][Co(CO) 4 ] ( 1 ) has shown excellent activities in the methanolysis of hydrosilanes, surpassing the related bimetallic Co(I)/Co(–I) complex [Co(CO)(PMe 2 Ph)(κ 3 ‐ P , N , P ‐PN H P)][Co(CO) 4 ] ( 2 ), the Co(II) complex [Co(Cl) 2 (κ 3 ‐ P , N , P ‐PN H P)] ( 3 ), and the Co(I) complex [Co(CO) 2 (κ 3 ‐ P , N , P ‐PN H P)]Cl ( 4 ). A comprehensive DFT study of the plausible reaction mechanisms indicates that the enhanced activity of 1 can be attributed to the presence of the [Co(CO) 4 ] – anion, which enables a frustrated Lewis pair (FLP) mechanism that provides a low energy pathway for the heterolytic splitting of the Si─H bond. The reaction mechanism entails the coordination of the hydrosilane to the Co(I) center upon decoordination of the amine functionality of the PN H P ligand, followed by heterolytic splitting of the Si─H bond with the participation of the Co(I) and Co(–I) centers. Then, the PhSiH 2 group at the Co(–I) center is transferred to the oxygen atom of a methanol molecule, which affords the [H 2 SiPh(HOMe)] + cation, regenerating the [Co(CO) 4 ] – species. [H 2 SiPh(HOMe)] + protonates the hydride at the Co(I) center, leading to the formation of H 2 and the corresponding silyl ether. Alternative reaction pathways, including alternative ionic mechanisms or NH‐assisted bifunctional mechanisms, result in higher activation energies.

Article Details

Volume / Issue Vol. 64, Issue 36
Published September 01, 2025
ISSN 1433-7851
Publisher Wiley

Journal Info

Angewandte Chemie International Edition

Wiley

ISSN: 1433-7851 Physical Sciences

Authors (7)

A

Ana Luque‐Gómez

Instituto de Síntesis Química y Catálisis Homogénea CSIC‐Universidad de Zaragoza C/Pedro Cerbuna 12, Facultad de Ciencias Zaragoza 50009 Spain

D

Daniel Barrena‐Espés

Departamento de Química Física y Analítica Universidad de Oviedo Avda. Julián Clavería 8 Oviedo 33006 Spain

P

Pilar García‐Orduña

Instituto de Síntesis Química y Catálisis Homogénea CSIC‐Universidad de Zaragoza C/Pedro Cerbuna 12, Facultad de Ciencias Zaragoza 50009 Spain

A

Andrea Pérez‐García

Instituto de Síntesis Química y Catálisis Homogénea CSIC‐Universidad de Zaragoza C/Pedro Cerbuna 12, Facultad de Ciencias Zaragoza 50009 Spain

M

Miguel A. Casado

Instituto de Síntesis Química y Catálisis Homogénea CSIC‐Universidad de Zaragoza C/Pedro Cerbuna 12, Facultad de Ciencias Zaragoza 50009 Spain

J

Julen Munarriz

Departamento de Química Física and Instituto de Biocomputación y Física de Sistemas Complejos (BIFI) Universidad de Zaragoza C/Pedro Cerbuna 12, Facultad de Ciencias Zaragoza 50009 Spain

M

Manuel Iglesias

Instituto de Síntesis Química y Catálisis Homogénea CSIC‐Universidad de Zaragoza C/Pedro Cerbuna 12, Facultad de Ciencias Zaragoza 50009 Spain