Projektbeschreibung
Auf dem Weg zu einer effizienten und nachhaltigen Funktionalisierung von Methan
Methan, Hauptbestandteil von Erdgas, wird hauptsächlich als Brennstoff genutzt. Alternativ kann es in eine nützliche Mischung namens Synthesegas umgewandelt werden. Trotz der Fortschritte auf diesem Gebiet wird der vielfältige Einsatz von Methan durch seine geringe intrinsische Reaktivität verhindert. Die Hauptstrategie, die im Rahmen des EU-finanzierten Projekts BECAME zur Steigerung der Reaktivität von Methan verfolgt wird, besteht aus der Nutzung eines Übergangsmetallkomplexes zur Aktivierung der Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindungen und eines weiteren Übergangsmetallkomplexes zur Katalyse der Methylierung. Die an BECAME beteiligte Forschungsgruppe erwartet, dass sich anhand der vorgeschlagenen Methode mehr über die katalytische Kreuzkupplung und die Kohlenstoff-Wasserstoff-Aktivierung erfahren lässt, und dass die Methode als entscheidende Grundlage für eine effiziente und nachhaltige Funktionalisierung von Methan dienen wird.
Ziel
One of the remaining primary challenges in modern chemistry is the development of clean, energy- and cost-efficient catalytic processes that can allow to convert simple and abundant chemical feedstocks into high value-added products. Given the vast reserves of methane from natural gas, available worldwide, the direct use of the simplest alkane as source of fuels and chemicals could have a great impact in our society. However, methanes low intrinsic reactivity has rendered its use extremely difficult for purposes beyond aerobic combustion and the production of syngas. Despite some recent advances in the field, a general strategy for a diverse and versatile use of methane is elusive.
The overall aim of this proposal is the development of a new paradigm in catalysis which can provide new catalytic processes that allow direct methane functionalization by using it as a methylating reagent in a variety of C-C bond forming reactions.
The approach described in this proposal is based on a cooperative interaction between two transition metal complexes in which an early transition metal is responsible for the methane C-H activation and a late transition metal is the actual catalyst of the methylation process. The link between these two processes is a transmetalation step and will be used to transfer the mechanism of typical cross-coupling reactions to the field of methane functionalization.
New pathways for the direct use of methane in reactions such as allylic alkylation, conjugate addition, cross-coupling, C-H methylation and alkene hydromethylation will be developed based on this novel bimetallic catalytic strategy.
It is envisioned that the proposed research will lead to a new concept at the interface of catalytic cross coupling reactions and C-H activation. It will contribute to the fundamental understanding of these two reactions and will provide the basis for a new technology for energy efficient and environmentally friendly, thus sustainable, methane conversion.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- NaturwissenschaftenChemiewissenschaftenKatalyse
- NaturwissenschaftenChemiewissenschaftenorganische Chemiealiphatische Verbindungen
- Technik und TechnologieUmwelttechnikEnergie und Kraftstoffe
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2019-COG
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