Metalloradical Catalysis - From Fundamental Studies to Applications | MetalloRadiCat | Proyecto | Ficha informativa | H2020 | CORDIS

Descripción del proyecto

El diseño racional de catalizadores metálicos sostenibles podría tener una repercusión de gran calado

La mayoría de los procesos catalizados por metales se basan en lo que los químicos denominan la «reactividad polar», en la que las reacciones conllevan que se transfieran o compartan dos electrones cada vez. Sin embargo, en el campo relativamente nuevo de la catálisis metalo-radical, las reacciones se producen transfiriendo o compartiendo un electrón cada vez. Si bien la catálisis de reacciones polares con dos electrones se basa en iones metálicos que son caros y escasos, las reacciones metalo-radicales de un electrón se logran de forma sostenible con catalizadores a base de metales de transición que son abundantes y baratos, con aplicaciones en productos químicos finos, medicina y ciencia de los materiales. El proyecto MetalloRadiCat, financiado con fondos europeos, mejorará la comprensión de la reactividad metalo-radical y sus principios correspondientes con el fin de mejorar el diseño racional de catalizadores metalo-radicales y procesos catalíticos, en particular en relación con el ámbito emergente de las funcionalizaciones remotas. El equipo se centra en moléculas y funcionalidades nuevas en el contexto de la producción y activación del metano.

Objetivo

Over the past decades, metal catalysis has had a tremendous impact in chemistry, its adjacent disciplines and society overall, having gained an omnipresence in academic and industrial research worldwide. Numerous previously unthinkable transformations can nowadays be achieved in a selective and relatively mild manner owing to the metals' unique ability to trigger bond-making and breaking via pathways and principles that are inaccessible to metal-free processes. In this context, the global community has focused primarily on closed-shell, two electron processes for synthetic transformations. By comparison, the field of metalloradical catalysis has seen much less development, although metalloradicals are nature's preferred species to tame radical reactivities under non-precious metal-catalysis in numerous metalloenzymes. This is likely due to our currently limited understanding of metalloradical reactivity and its associated principles, and as such also limited ability to rationally design metalloradical catalysts and catalytic processes. A multidisciplinary approach, which capitalizes on the principles and insights of organic, organometallic and biological processes, will likely be key to meet the next frontier in this promising field. The objective of this proposal is to combine the tools of mechanistic, computational and synthetic organic/organometallic chemistry to explore catalysis with metalloradicals in synthesis, materials research and enzymatic processes. The proposed program will investigate some of the most pertinent questions in relation to the emerging area of remote functionalizations for the selective synthetic access to tailored molecules, olefin migrations and manipulations, and naturally occurring (enzymatic) metalloradical-catalyzed processes in the context of methane production and activation.