Description du projet
Une synthèse chimique verte obtenue par des réactions de réduction catalytique utilisant la lumière
Le développement de méthodes de synthèse alternatives pour créer des substances chimiques de valeur est essentiel pour assurer un avenir durable. Le projet GREENLIGHT_REDCAT, financé par le CER, utilisera la lumière visible et l’eau pour synthétiser des substances chimiques de valeur. En associant des catalyseurs photoredox et des catalyseurs de type complexe de métal de transition, GREENLIGHT_REDCAT entend créer des processus verts de réduction catalytique sélective pour les substrats organiques. Les activités du projet seront axées sur le développement de réactions de réduction catalytique régiosélectives et énantiosélectives utilisant la lumière à l’aide de complexes de coordination du cobalt, sur la compréhension de la dynamique des réductions catalysées par le cobalt et sur l’amélioration des performances de ces réactions par l’auto-assemblage de matériaux catalytiques-photosensibilisateurs. Comme validation de principe, des catalyseurs au cobalt basés sur des ligands aminopyridines se sont déjà révélés prometteurs pour la réduction des cétones et des aldéhydes en alcools grâce à l’eau.
Objectif
The development of alternative greener synthetic methods to transform renewable feedstocks into elaborated chemical structures mediated by solar light is a prerequisite for a future sustainable society. In this regard, this project entails the use of visible light as driving force and water as a source of hydrides for the synthesis of high-value chemicals.
The project merges photoredox catalysis with 1st row transition coordination complexes catalysis to open a new avenue for greener selective catalytic reduction processes for organic substrates. The ground-breaking nature of the project is:
A) Develop light-driven region- and/or enantioselective catalytic reductions using well-defined cobalt coordination complexes with aminopyridine ligands, initially developed for water reduction. Sterics, electronics and supramolecular interactions (apolar cavities and chiral pockets) will be studied to proper control of the selectivity in the reduction of i) C=E and C=C bonds and ii) in the C-C inter- and intramolecular reductive homo- or heterocouplings.
B) Fundamental understanding of the light-driven cobalt catalysed reductions characterizing intermediates that are involved in the reactivity, kinetics and labelling studies as well as performing computational modelling of reaction mechanisms. The basic understanding of operative mechanisms will expedite a new methodology for electrophile-electrophile umpolung couplings.
C) Enhance catalytic performance of the light-driven cobalt catalysed reductions by self-assembling of catalyst-photosensitizer into carbon based pi-conjugated materials through noncovalent supramolecular interactions. Likewise, it will allow electrode immobilization for electrocatalysed reductions using water as a source of protons and electrons.
As a proof of concept, cobalt catalysts based on aminopyridine ligands have been shown highly active in the light-driven reduction of ketones and aldehydes to alcohols, using water as the source of hydrogen atom.
Champ scientifique
- natural scienceschemical sciencesorganic chemistryaldehydes
- natural scienceschemical sciencesorganic chemistryketones
- natural scienceschemical sciencescatalysiselectrocatalysis
- natural scienceschemical sciencesinorganic chemistrytransition metals
- natural scienceschemical sciencesorganic chemistryalcohols
Programme(s)
Régime de financement
ERC-COG - Consolidator GrantInstitution d’accueil
43007 Tarragona
Espagne