Unlocking Photoswitchable Main-group Catalysis Using Azophosphines

使用偶氮膦解锁光切换主族催化

基本信息

  • 批准号:
    EP/W036908/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 45.43万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2023 至 无数据
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Catalysts are substances that make chemical reactions more efficient and are crucial to the chemical industry; in fact, 90% of commercial chemicals involve at least one catalytic step in their production. A high proportion of these catalysts rely on precious metals (e.g., palladium, platinum, gold and rhodium); it is forecast that the global precious metal catalysts market will reach $26.73 billion by 2026. And yet precious metals have several disadvantages, predominantly arising from the fact that they are precious, i.e., they are scarce and very expensive. There is a huge economic cost associated with mining these low-abundance metals, and an increasing environmental cost with extracting and processing the ore that is leading to an increase in fossil fuel usage and carbon dioxide emissions. With a pressing need to better manage the planet's resources, we urgently need to find more sustainable alternatives to support the chemical industry of the future.The proposed research will drive forward the use of catalysts made from cheap and abundant elements, such as nitrogen, phosphorus, and boron, in systems known as Frustrated Lewis Pairs (FLPs). Most of the previous FLP catalysts that have been explored are air-sensitive, and require specialist techniques when using them, which has limited their uptake by organic chemists and more widely in industry. The research in this proposal will focus on the design of a new family of molecules that can change shape when light is shone on them, and can therefore act as switches with "on" or "off" states for catalysis. These new molecules, containing phosphorus and nitrogen as the key elements, will be used within an FLP that is stable and inactive under normal conditions ("off" state), but can be activated with light to become a functional metal-free catalyst ("on" state). The bench-stable precursors (pre-catalysts) will make FLP catalysis accessible to a broader academic and industrial audience.The project represents a priority area for the UK, and aligns strongly with the EPSRC's themes of Physical Sciences and Manufacturing the Future. It also tallies with the United Nations (UN) Sustainable Development Goals, specifically Goal 9: 'Industry, Innovation and Infrastructure.'
催化剂是使化学反应更有效的物质,对化学工业至关重要;事实上,90%的商业化学品在其生产过程中至少涉及一个催化步骤。这些催化剂的高比例依赖于贵金属(例如,钯、铂、金和铑);据预测,到2026年,全球贵金属催化剂市场将达到267.3亿美元。然而,贵金属有几个缺点,主要是由于它们是贵的,即,它们稀缺且非常昂贵。开采这些低丰度金属会产生巨大的经济成本,而开采和加工矿石的环境成本也会不断增加,导致化石燃料使用量和二氧化碳排放量增加。随着更好地管理地球资源的迫切需要,我们迫切需要找到更可持续的替代品来支持未来的化学工业。拟议中的研究将推动由廉价和丰富的元素制成的催化剂的使用,如氮,磷和硼,在被称为挫折刘易斯对(FLP)的系统中。大多数已经开发的FLP催化剂都是空气敏感的,并且在使用它们时需要专业技术,这限制了它们被有机化学家和更广泛地应用于工业。这项提案的研究将集中在设计一种新的分子家族,当光线照射在它们身上时,它们可以改变形状,因此可以作为催化的“开”或“关”状态的开关。这些含有磷和氮作为关键元素的新分子将用于FLP中,该FLP在正常条件下稳定且无活性(“关闭”状态),但可以用光激活,成为功能性无金属催化剂(“打开”状态)。实验室稳定的前体(前催化剂)将使FLP催化剂更广泛地为学术界和工业界所接受。该项目代表了英国的优先领域,并与EPSRC的物理科学和制造未来的主题紧密结合。它也符合联合国可持续发展目标,特别是目标9:“工业,创新和基础设施”。'

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Azophosphines: Synthesis, Structure and Coordination Chemistry
偶氮膦:合成、结构和配位化学
  • DOI:
    10.26434/chemrxiv-2024-4kmw8
  • 发表时间:
    2024
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Jordan E
  • 通讯作者:
    Jordan E
Synthesis and Reactivity of the [NCCCO]- Cyanoketenate Anion
[NCCCO]-氰基烯酸根阴离子的合成和反应性
  • DOI:
    10.26434/chemrxiv-2024-qv8jh
  • 发表时间:
    2024
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Wang T
  • 通讯作者:
    Wang T
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  • 资助金额:
    $ 45.43万
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