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Enabling Noble Metal Reactivity with Earth-Abundant Metals for Selective Bond Functionalization Strategies

Projektbeschreibung

Ein Ersatz für Edelmetallkatalysatoren in der organischen Chemie

Die organische Chemie stützt sich seit langem auf die Funktionalisierung von C=C- und C-X-Bindungen, um molekulare Komplexität aufzubauen und Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen zu bilden, die für viele wichtige Prozesse von zentraler Bedeutung sind. Bisher hat die Chemie hierfür auf Edelmetallkatalysatoren wie Platin, Iridium und Palladium gebaut. Da diese Metalle jedoch selten sind, gehen sie mit hohen Preisen und einer unsicheren Verfügbarkeit einher. Das ERC-finanzierte Projekt Fenometal soll den Weg für die Entwicklung von Technologien ebnen, die diese Metallkatalysatoren ersetzen, indem die zuverlässige Verwendung von Eisen in der Elektronenpaar-Chemie erforscht und ermöglicht wird. Dies würde wegweisende Fortschritte in der organischen Chemie eröffnen und dabei helfen, gefährliche Engpässe zu überwinden.

Ziel

The functionalization of C=C and C–X bonds (X = I, Cl, Br, and H) is fundamental in organic chemistry for making carbon-carbon bonds or for introducing molecular complexity. Chemists have traditionally relied on precious metals catalyst such as palladium, platinum, and iridium to facilitate these transformations. Some of these metals, if not all of them, are one of the rarest on earth, leading to increasingly high prices and uncertainty in future supply chains. As their availability continues to decline it is important to address the scarcity of these metals to secure a sustainable future. One solution is to develop new technologies that allow one to substitute the precious metal catalysts for those that are abundantly available (e.g. iron), without sacrificing on performance and selectivity. Because of the fundamental differences between the properties of iron (one-electron chemistry) and the second/third-row transition metals (two-electron chemistry), this approach has shown to be a daunting task. If, however, it could be shown that iron could reliably engage in two-electron chemistry, then the reactivity of precious metals could be unlocked for iron. Through bespoke ligand design we will attempt to unlock this two-electron chemistry and apply it to three of the most common reactions in organic synthesis; (i) cross-coupling, (ii) alkene metathesis, and (iii) C–H bond functionalization. By relying on a distinct two-electron mechanism, a treasure trove of possibilities for selective bond forming reactions is generated. Overall, this work is expected to result in new avenues in earth-abundant metal catalysis and provide new methodologies to construct ever important C-C and C-N that can be used to induce molecular complexity.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2022-COG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

TECHNION - ISRAEL INSTITUTE OF TECHNOLOGY
Netto-EU-Beitrag
€ 1 996 250,00
Adresse
SENATE BUILDING TECHNION CITY
32000 Haifa
Israel
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
€ 1 996 250,00

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