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Exciting Iron Catalysis: A route towards sustainable cross-couplings Enabled by Light

Descrizione del progetto

Un nuovo approccio per gli accoppiamenti incrociati catalizzati dal ferro

La produzione di molti prodotti chimici essenziali si basa su catalizzatori di palladio per le reazioni di accoppiamento incrociato. L’aumento dei costi e la diminuzione della disponibilità di palladio rendono fondamentale lo sviluppo di alternative sostenibili che usino metalli più abbondanti, come il ferro. Tuttavia, le reazioni incrociate catalizzate dal ferro non sono sfruttate appieno a causa del loro campo di applicazione limitato, della necessità di impiegare riduttori solidi o delle condizioni difficili. Il progetto ExCEL, finanziato dal CER, si propone di rivoluzionare gli accoppiamenti incrociati catalizzati dal ferro, sfruttando l’innata capacità dei complessi di ferro di sfruttare la luce per la catalisi. Usando gli stati eccitati di trasferimento di carica dei complessi di ferro, il progetto vuole consentire trasformazioni senza precedenti in condizioni blande, senza l’uso di forti riduttori organometallici. Nel complesso, questo approccio faciliterà la scoperta di nuove trasformazioni sintetiche.

Obiettivo

The manufacture of many high-value chemicals that sustain our daily lives depends on the ability of palladium catalysts to link together (cross-coupling) complex structural motifs. Yet, in view of the rapid increase of the price of palladium and its progressive depletion, it is crucial to invent alternative and more sustainable systems based on Earth-abundant metals to ensure the viability in the long term of these strategic processes that provide us with materials, agrochemicals or medicines. Iron is considered the most benign of transition metals because it is endless, inexpensive and biocompatible. However, despite its early discovery, iron-catalyzed cross-couplings have been underutilized owing to their narrower scope and the need for strong organometallic reductants or harsh conditions, which hampers their applicability in complex targets and densely-functionalized substrates. This proposal introduces a fundamentally new approach to overcome the issues that restrain the development of iron-catalyzed cross-couplings, exploiting the innate ability of iron complexes to harvest light and repurposing it to “activate” catalysis. Capitalizing on novel modes of reactivity accessed upon visible-light irradiation, this research programme offers a strategy to access key catalytically active iron species under mild conditions without the use of strong organometallic reductants, enabling unprecedented transformations with extended scope. ExCEL recruits charge-transfer excited states of iron complexes, providing access to Fe(I)/Fe(III) and Fe(0)/Fe(II) catalytic manifolds to achieve C–C and C–heteroatom bond formation as well as multicomponent reactions that are currently out of the reach of state-of-art iron catalysis. Overall, this proposal aims to introduce a new paradigm to upgrade and unleash the full potential of iron catalysis in organic synthesis, and will pave the way for the discovery of exciting new synthetic transformations.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2023-STG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

UNIVERSIDAD DE MURCIA
Contributo netto dell'UE
€ 1 499 995,00
Indirizzo
AVENIDA TENIENTE FLOMESTA S/N - EDIFICIO CONVALECENCIA
30003 Murcia
Spagna
Regione
Sur Región de Murcia Murcia
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 1 499 995,00

Beneficiari (1)