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

Description du projet

Des substituts aux catalyseurs à base de métaux précieux en chimie organique

La chimie organique s’appuie depuis longtemps sur la fonctionnalisation des liaisons C=C et C-X pour construire la complexité moléculaire et former des liaisons carbone-carbone, qui sont au cœur de nombreux processus. Pour ce faire, les chimistes se sont jusqu’à présent appuyés sur des catalyseurs à base de métaux précieux tels que le platine, l’iridium et le palladium. Néanmoins, leur rareté a contribué à faire grimper les prix et à rendre leur disponibilité incertaine. Le projet Fenometal, financé par le CER, entend concevoir des technologies destinées à remplacer ces catalyseurs métalliques en recherchant et en permettant l’utilisation fiable du fer dans la chimie à deux électrons. Cela ouvrirait des voies révolutionnaires pour l’avancement de la chimie organique et aiderait à surmonter les pénuries.

Objectif

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.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2022-COG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

TECHNION - ISRAEL INSTITUTE OF TECHNOLOGY
Contribution nette de l'UE
€ 1 996 250,00
Coût total
€ 1 996 250,00

Bénéficiaires (1)