Descrizione del progetto
Liberare il potenziale della benigna e sostenibile CO2 come materia prima per la sintesi organica
La chimica della carbonilazione, l’introduzione di un gruppo carbonilico caratterizzato da un atomo di carbonio a doppio legame con un atomo di ossigeno, è un’area importante della sintesi organica. Il monossido di carbonio (CO) è attualmente la fonte carbonilica più comune. Tuttavia, sebbene la sua conversione sia relativamente semplice mediante catalizzatori di metalli di transizione, il CO è un gas tossico. L’uso della benigna, abbondante e rinnovabile CO2 potrebbe essere una proposta vantaggiosa per l’industria chimica e per il pianeta, ma la CO2 è molto stabile e richiede catalizzatori potenti e ambienti difficili per la sua attivazione. Il progetto CARBOFLOW, finanziato dall’UE, sta sviluppando un nuovo processo catalitico per produrre composti carbonilici dalla CO2 in condizioni blande. Esso consentirà una produzione più sicura e sostenibile di prodotti chimici fini e di massa di valore per l’industria chimica.
Obiettivo
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.
Campo scientifico
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC-COG - Consolidator GrantIstituzione ospitante
1040 Wien
Austria