Opis projektu
Zielona synteza chemiczna wykorzystująca katalityczne reakcje redukcji sterowane światłem
Opracowanie alternatywnych metod syntetycznych do tworzenia cennych substancji chemicznych ma kluczowe znaczenie dla zrównoważonej przyszłości. Zespół finansowanego przez ERBN projektu GREENLIGHT_REDCAT wykorzysta światło widzialne i wodę do syntezy cennych substancji chemicznych. Łącząc katalizatory fotoredoks i katalizujące kompleksy metali przejściowych, projekt GREENLIGHT_REDCAT ma na celu stworzenie ekologicznych procesów selektywnej redukcji katalitycznej dla substratów organicznych. Działania w ramach projektu będą ukierunkowane na opracowanie sterowanych światłem regioselektywnych i enancjoselektywnych katalitycznych reakcji redukcji z wykorzystaniem kompleksów koordynacyjnych kobaltu, zrozumienie dynamiki redukcji katalizowanych kobaltem oraz zwiększenie wydajności tych reakcji poprzez samoorganizujące się materiały katalizator-fotosensybilizator. Koncepcja ta została już wstępnie zweryfikowana — wykazano obiecujące działanie katalizatorów kobaltowych opartych na ligandach aminopirydynowych w redukcji ketonów i aldehydów do alkoholi z wykorzystaniem wody.
Cel
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.
Dziedzina nauki
- natural scienceschemical sciencesorganic chemistryaldehydes
- natural scienceschemical sciencesorganic chemistryketones
- natural scienceschemical sciencescatalysiselectrocatalysis
- natural scienceschemical sciencesinorganic chemistrytransition metals
- natural scienceschemical sciencesorganic chemistryalcohols
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-COG - Consolidator GrantInstytucja przyjmująca
43007 Tarragona
Hiszpania