Opis projektu
Uwalnianie potencjału nieszkodliwego i zrównoważonego CO2 jako surowca w procesie syntezy organicznej
Proces karbonylacji, w ramach którego do cząsteczek wprowadzane są grupy karbonylowe, charakteryzujące się podwójnym wiązaniem atomu węgla z atomem tlenu, stanowi niezwykle ważny obszar syntezy organicznej. Obecnie najpowszechniejszym źródłem karbonyli jest tlenek węgla (CO), jednak niezależnie od tego, jak prosta jest jego przemiana przy pomocy katalizatorów w postaci metali przejściowych, CO jest trującym gazem. Wykorzystanie nieszkodliwego, powszechnego i przede wszystkim zrównoważonego dwutlenku węgla może stanowić bardzo cenną propozycję dla przemysłu chemicznego i planety. Problemem jest jednak stabilność CO2, w związku z czym reakcje wymagają wykorzystania silnych katalizatorów i zapewnienia odpowiednio trudnych warunków w celu jego aktywacji. Uczestnicy finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu CARBOFLOW opracowują nowatorski proces katalityczny, który pozwoli na wytwarzanie związków karbonylowych przy pomocy CO2 w łagodnych warunkach. Takie rozwiązanie otworzy drogę do bezpieczniejszej i bardziej zrównoważonej produkcji chemikaliów luzem i wysokogatunkowych, charakteryzujących się dużą wartością dla przemysłu chemicznego.
Cel
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.
Dziedzina nauki
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-COG - Consolidator GrantInstytucja przyjmująca
1040 Wien
Austria