Opis projektu
Związki bizmutu odmieniają oblicze katalizy
Klasyczne rozróżnienie między metalami przejściowymi a związkami z grupy głównej zaczyna się zacierać. Naukowcy coraz częściej zdają sobie sprawę, że pierwiastki z grupy głównej mogą nawet przewyższać możliwościami metale przejściowe w katalizie. Bizmut, główny pierwiastek z grupy, sąsiaduje w układzie okresowym z pierwiastkami toksycznymi, przez co został przeoczony jako możliwy odczynnik. Bizmut jest nieszlachetnym, nietoksycznym, ciężkim pierwiastkiem z bloku p. Jego duże i rozproszone orbitale atomowe powodują nieefektywne nakładanie się z orbitalami innych atomów, co prowadzi do niskich energii dysocjacji wiązań homolitycznych. Głównym celem finansowanego przez UE projektu Bismuth Goes Radical jest zaprojektowanie nowych metod syntezy związków bizmutu o unikalnych właściwościach i uwolnienie ich ogromnego potencjału w chemii syntetycznej.
Cel
The classical distinction between transition metal and main group compounds has recently been challenged. This is due to the extraordinary properties and reactivity of low-valent and radical main group species, which chemists have begun to unveil. The development of reliable synthetic approaches to new types of low-valent main group compounds and the thorough understanding of their bonding situation, (electronic) structure, and reactivity is one of the major challenges of modern main group chemistry.
Bismuth (Bi), a non-precious, non-toxic, heavy p-block element, offers unique properties for the use in synthesis and catalysis. Its large and diffuse atomic orbitals (AOs) result in an inefficient overlap with AOs of other atoms, leading to low homolytic bond dissociation energies. Also, relativistic effects contribute to the stabilisation of Bi radical species. In combination, these effects allow for reversible homolytic bond dissociations of molecular Bi species. Due to the lack of effective strategies for the exploitation of these remarkable properties, Bi compounds remain underexplored.
This ERC proposal is designed to tackle this challenge by creating innovative methods to explore novel Bi compounds in radical reactions and unlocking their tremendous potential in synthetic chemistry. It comprises three projects: P1) Bi complexes tailored to undergo (reversible) homolytic bond dissociations, P2) novel strategies for the generation of Bi(I) species with unique (singlet vs. triplet) electronic structures, and P3) geometrically constrained complexes with Bi−Bi bonds susceptible to tuneable homolysis. The compounds targeted in P1-P3 will be exploited in novel radical reactions aimed at element–element bond formation, CH activation, small-molecule activation, and catalysis for organic synthesis.
The ERC project will benefit from the extensive experience gained by the applicant’s group in Bi chemistry. Preliminary results have been obtained for all three sub-projects.
Dziedzina nauki
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-STG - Starting GrantInstytucja przyjmująca
35037 Marburg
Niemcy