Projektbeschreibung
Die Freisetzung des Potenzials gutartigen und nachhaltigen Kohlenstoffdioxids als Ausgangsstoff für die organische Synthese
Die Carbonylierungschemie, das heißt die Einführung einer Carbonyl-Gruppe, die durch eine Doppelbindung eines Kohlenstoff-Atoms an ein Sauerstoff-Atom charakterisiert wird, ist ein wichtiges Teilgebiet der organischen Synthese. Kohlenstoffmonooxid (CO) ist derzeit die häufigste Carbonylquelle. Zwar ist dessen Umwandlung mithilfe einer Übergangsmetallkatalyse relativ einfach, aber leider ist CO ein giftiges Gas. Die Verwendung gutartigen, reichlich vorhandenen und erneuerbaren Kohlenstoffdioxids könnte einen Gewinn für die chemische Industrie und den Planeten darstellen, aber CO2 ist sehr stabil und erfordert leistungsstarke Katalysatoren und extreme Umgebungsbedingungen, um aktiviert zu werden. Das EU-finanzierte Projekt CARBOFLOW entwickelt ein neuartiges Katalyseverfahren zur Herstellung von Carbonyl-Verbindungen aus CO2 unter milden Bedingungen. Es wird eine sicherere und nachhaltigere Herstellung von Basis- und Feinchemikalien ermöglichen, die für die chemische Industrie wichtig sind.
Ziel
Since the discovery in the nineteenth century, carbonylation chemistry has found broad applicability in chemical industries and become now a key technology for bulk and fine chemical synthesis. Despite its substantial toxicity, carbon monoxide (CO) is commonly used as carbonyl source causing considerable safety issues, particularly when used on bulk scale. The replacement of this hazardous gas with more benign surrogates would be highly desirable, and recent ideas focus on the valorisation of carbon dioxide as abundant, non-toxic and renewable carbon resource. However, few industrial processes utilise carbon dioxide as a raw material, and potent catalysts are required to overcome its thermodynamic and kinetic barrier. In this regard, ionic liquids show considerable potential as cooperative media as they can solubilise large concentrations of carbon dioxide but also strongly interact and activate carbon dioxide.
This project focuses on the photocatalytic reduction of carbon dioxide in ionic liquids and its successive conversion into carbonyl compounds. Several goals need to be realised, including fundamental studies and optimisation of the ionic liquid co-catalysed photocatalytic reduction of carbon dioxide to produce CO under mild conditions (Goal 1). The reactivity of formed CO in supercritical carbon dioxide with various organic substrates needs to be explored (Goal 2) before finally developing a streamlined and continuous process for the direct formation of carbonyl compounds from carbon dioxide (Goal 3).
I envision that the photocatalytic activation of carbon dioxide in combination with the positive features of tailored ionic liquids as co-catalysts may overcome problems currently associated with carbon dioxide utilisation, eventually replacing the long-standing bastion of CO-based carbonylation chemistry with novel solutions.
Wissenschaftliches Gebiet
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-COG - Consolidator GrantGastgebende Einrichtung
1040 Wien
Österreich