I ligandi di polipiridile contribuiscono allo sviluppo di nuovi catalizzatori
La capacità di costruire molecole organiche con composizione e proprietà richieste in modo sistematico è diventato un requisito sempre più importante nello sviluppo di materiali, soprattutto per quanto riguarda i catalizzatori. I ricercatori finanziati dall’UE hanno quindi studiato dei semplici modi per ottenere complessi metallici con lo scopo di controllare la composizione del metallo e l’ambiente di queste specie, al fine di analizzare i meccanismi che stanno dietro le reazioni. Il progetto PYRCHEM (Metal-based polypyridyl ligands: catalysis, redox behavior and supramolecular assemblies), finanziato dall’UE, ha sviluppato una metodologia sintetica per preparare nuovi ligandi di alluminato tris(2-piridile). Sono stati ottenuti gruppi di testa di ponte diversi e gruppi 2-piridile sostituiti o non sostituiti, ed è stata studiata la relazione tra struttura e reattività in tali composti. I ligandi neutro tris(pirilide) sono principalmente basati su semplici ligandi di piridina senza elaborazione o funzionalizzazione della struttura. Recentemente, l’attenzione è stata diretta nei confronti dei ligandi contenenti atomi più pesanti dai gruppi 13 e 14 della tavola periodica, alla testa di ponte. La testa di ponte è un atomo parte di due o più anelli in una molecola policiclica. Il cambiamento da atomo non-metallico ad atomo maggiormente metallico apre quindi la possibilità di attività redox e stati di ossidazione variabile. I complessi dei metalli di transizione e del gruppo principale sono stati usati nell’ossidazione di alcheni ad aria, catalitica e selettiva, per l’importante ottenimento di epossidi su scala industriale. La comprensione degli intermedi reattivi coinvolti è stata utilizzata per sviluppare catalizzatori di ossidazione asimmetrica. Questi sono stati ottenuti incorporando chiralità sia negli atomi di metallo testa di ponte relativi ai ligandi tris-piridile che nei gruppi piridile stessi. La chiralità è stata introdotta attraverso una nuova metodologia in forma di alcossido chirale. Utilizzando questo approccio, i primi esempi di alluminati di piridile chirali potrebbero essere preparati dalla sostituzione selettiva di uno o due gruppi piridile in condizioni miti. La realizzazione di questa metodologia e la relativa selettività nella costruzione di sistemi di eteroleptici, per cui le specie metalliche vantano più di un tipo di ligando, è stata dimostrata tramite l’introduzione di altre funzionalità nella struttura dell’alluminato. Ciò ha dimostrato il potenziale di questo approccio per la vasta elaborazione del carattere sterico e donatore di questi ligandi. Il progetto PYRCHEM è dunque in grado di fornire nuovi tipi di ligando applicabili alle operazioni di stabilizzazione relative a innovativi composti di cluster metallici e offre nuove opportunità nella chimica supramolecolare.
Parole chiave
PYRCHEM, ligandi polipiridile, comportamento redox, strutture sopramolecolari, ligandi alluminato tris(2-piridile), testa di ponte, catalizzatori per ossidazione asimmetrica, alcheni, epossidi, alcossido chirale
