Simultaneous Orthogonal Methods for the Real-Time Analysis of Catalytic Reactions

Abstract

Continuous monitoring of catalyzed reactions using infrared spectroscopy (IR) measures the transformation of reactant into product, whereas mass spectrometry delineates the dynamics of the catalytically relevant species present at much lower concentrations, a holistic approach that provides mechanistic insight into the reaction components whose abundance spans 5 orders of magnitude. Probing reactions to this depth reveals entities that include precatalysts, resting states, intermediates, and also catalyst impurities and decomposition products. Simple temporal profiles that arise from this analysis aid discrimination between the different types of species, and a hydroacylation reaction catalyzed by a cationic rhodium complex is studied in detail to provide a test case for the utility of this methodology.

Assigning the ESI mass spectra of organometallic and coordination compounds

“…Isotope pattern (left) and MS/MS spectrum (right) of the signal at m / z 628. Adapted from the study of Theron et al [Colour figure can be viewed at wileyonlinelibrary.com]…”

An Unprecedented Retro‐Mumm Rearrangement Revealed by ESI‐MS/MS, IRMPD Spectroscopy, and DFT Calculations

“…This technique has evolved as a powerful tool to address fundamental questions in reaction‐mechanism research and catalysis . The unparalleled sensitivity of MS techniques allows analysis of the reaction components, the abundance of which spans over five orders of magnitude . Reaction intermediates, sampled from complex reaction mixtures, can be isolated in the gas phase, which allows their characterization by tandem MS and ion spectroscopy…”

Hochdurchsatzstrategien zur Entdeckung und Optimierung katalytischer Reaktionen

“…Neben den hier diskutierten Hilfsmitteln und Te chniken gibt es eine große Dynamik bei der Vereinfachung der mechanistischen Analyse, [50] der Maximierung der bei den Experimenten generierten Datenmenge, [51] der rechnergestützten Syntheseplanung, [52] den maschinellen Anlagen fürd ie automatisierte Synthese [6] und darüber hinaus.D ie spekroskopische und spektrometrische Hochdurchsatzanalyse [8,29a] wird ebenfalls immer leistungsstärker,w as dafürs pricht, dass die Zukunft der HTE nicht nur bei seriellen chromatographischen Verfahren liegen kçnnte.D er Wert dieser Experimentierstrategien ist eindeutig demonstriert worden, wenngleich es Schema 10. Neben den hier diskutierten Hilfsmitteln und Te chniken gibt es eine große Dynamik bei der Vereinfachung der mechanistischen Analyse, [50] der Maximierung der bei den Experimenten generierten Datenmenge, [51] der rechnergestützten Syntheseplanung, [52] den maschinellen Anlagen fürd ie automatisierte Synthese [6] und darüber hinaus.D ie spekroskopische und spektrometrische Hochdurchsatzanalyse [8,29a] wird ebenfalls immer leistungsstärker,w as dafürs pricht, dass die Zukunft der HTE nicht nur bei seriellen chromatographischen Verfahren liegen kçnnte.D er Wert dieser Experimentierstrategien ist eindeutig demonstriert worden, wenngleich es Schema 10.…”

“…Diese neuesten Erfolge bei der Aufklärung des Entdeckungs-und Optimierungsprozesses lassen auf eine vielversprechende Zukunft fürd ie chemische Synthese hoffen. Neben den hier diskutierten Hilfsmitteln und Te chniken gibt es eine große Dynamik bei der Vereinfachung der mechanistischen Analyse, [50] der Maximierung der bei den Experimenten generierten Datenmenge, [51] der rechnergestützten Syntheseplanung, [52] den maschinellen Anlagen fürd ie automatisierte Synthese [6] und darüber hinaus.D ie spekroskopische und spektrometrische Hochdurchsatzanalyse [8,29a] wird ebenfalls immer leistungsstärker,w as dafürs pricht, dass die Zukunft der HTE nicht nur bei seriellen chromatographischen Verfahren liegen kçnnte.D er Wert dieser Experimentierstrategien ist eindeutig demonstriert worden, wenngleich es…”