Трансформация оксида углерода(IV) на комплексах непереходных металлов с редокс-активными дииминовыми лигандами

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 20-13-00052

НазваниеТрансформация оксида углерода(IV) на комплексах непереходных металлов с редокс-активными дииминовыми лигандами

Руководитель Скатова Александра Анатольевна, Доктор химических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлоорганической химии им. Г.А. Разуваева Российской академии наук , Нижегородская обл

Конкурс №45 - Конкурс 2020 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-203 - Химия координационных соединений

Ключевые слова Оксид углерода (IV), активация, редокс-активные лиганды, аценафтен-1,2-диимины, непереходные металлы, циклоприсоединение

Код ГРНТИ31.17.29

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Глобальными проблемами нашего общества являются изменение климата под влиянием парниковых газов, главным образом углекислого, а также истощение запасов ископаемого топлива. Поэтому улавливание и использование углекислого газа в качестве доступного источника химического сырья является важнейшей научной задачей. Поскольку молекула CO2 является термодинамически стабильной, проблема активации CO2 с целью последующей переработки в ценное химическое сырье и жидкое топливо является в настоящий момент чрезвычайно актуальной. При этом большинство публикаций на данную тему посвящены поиску эффективных катализаторов восстановления CO2 в муравьиную кислоту и метанол в присутствии производных родия, рутения, иридия, палладия, никеля, золота и др. с фосфиновыми, C,C-хелатирующими, N,N-хелатирующими и пинцерными лигандами. При выполнении данного проекта мы впервые предлагаем использовать для активации молекулы CO2 коммерчески доступные комплексы непереходных металлов 2 и 13 групп с редокс-активными аценафтен-1,2-дииминовыми лигандами, что позволит получать ценные органические продукты без привлечения энергозатратных и дорогостоящих методов, таких как катализ на комплексах благородных металлов, электрохимическое восстановление или переработка сырья в условиях высоких температур и давлений. При этом впервые активацию молекулы оксида углерода(IV) предлагается осуществить за счет ее предварительного химического связывания комплексами непереходных металлов по типу циклоприсоединения. Это наиболее интересный с точки зрения перспектив «кооперативный» механизм связывания с участием одновременно как атома металла, так и лиганда. Примеров циклоприсоединения CO2 к комплексам переходных металлов к настоящему времени известно около десяти, в то время как примеры циклоприсоединения к комплексам металлов главных подгрупп отсутствуют вовсе. Однако авторами проекта уже получены предварительные результаты по обратимому связыванию CO2 биядерным комплексом алюминия, содержащим связь металл–металл и аценафтен-1,2-дииминовый лиганд. На начальном этапе выполнения проекта предполагается получение аддуктов CO2 с металлокомплексами на основе пространственно-загруженных аценафтен-1,2-дииминовых лигандов различного строения, поскольку регулирование объёма загруженности координационной сферы металла позволит формировать направление и способ связывания CO2. Кроме того, планируется использование как моноядерных (амидных, гидридных, алкильных), так и биядерных комплексов, содержащих связи металл–металл. На следующих этапах выполнения проекта планируется исследовать реакционную способность полученных аддуктов по отношению к окисям алкенов, силанам, боранам, гидридам металлов и др. субстратам, а также реализовать каталитические превращения диоксида углерода в ценные органические продукты на комплексах металлов 2-й и 13-й групп.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Копцева Т.С., Соколов В.Г., Кетков С.Ю., Рычагова Е.А., Черкасов А.В., Скатова А.А., Федюшкин И.Л. Reversible addition of carbon dioxide to main group metal complex at temperature about 0 oC Chemistry A European Journal (год публикации - 2020)

2. Москалев М.В., Скатова А.А., Разборов Д.А., Базанов А.А., Базякина Н.Л., Соколов В.Г., Федюшкин И.Л. Fixation of carbon dioxide by magnesium and calcium acenaphthene-1,2-diimine complexes RSC Advances (год публикации - 2020)

3. Копцева Т.С., Соколов В.Г., Скатова А.А., Федюшкин И.Л. Activation of carbon dioxide with acenaphthene-1,2-diimine aluminum complexes Тезисы докладов II Научной конференции «Динамические процессы в химии элементоорганических соединений», 14 (год публикации - 2020)

4. Москалев М.В., Базанов А.А., Базякина Н.Л., Разборов Д.А., Скатова А.А., Федюшкин И.Л. Фиксация диоксида углерода комплексами магния и кальция содержащими пространственно затрудненный аценафтен-1,2-диимин Тезисы докладов II Научной конференции «Динамические процессы в химии элементоорганических соединений», 141 (год публикации - 2020)

5. Копцева Т.С., Соколов В.Г., Кетков С.Ю., Рычагова Е.А., Черкасов А.В., Скатова А.А., Федюшкин И.Л. Reversible addition of carbon dioxide to main group metal complex at temperature about 0 оC Chemistry A European Journal, 27, 5745 – 5753 (год публикации - 2021)
10.1002/chem.202004991

6. Москалев М.В., Скатова А.А., Разборов Д.А., Базанов А.А., Базякина Н.Л., Соколов В.Г., Федюшкин И.Л. Magnesium and Calcium Complexes of ArBIG-bian and Their Reactivity towards CO2 (ArBIG-bian=1,2-bis[(2,6- dibenzhydryl-4-methylphenyl)imino]acenaphthene) European Journal of Inorganic Chemistry, 1890-1896 (год публикации - 2021)
10.1002/ejic.202100179

7. Додонов В.А., Чен В., Ли Л., Соколов В.Г., Баранов Е.В., Скатова А.А., Жао Я., Ву Б., Янг С.-Ж., Федюшкин И.Л. Reactions of Iso(thio)cyanates with Dialanes: Cycloaddition, Reductive Coupling, or Cleavage of the C=S or C=O Bond Inorganic Chemistry, 60, 14602−14612 (год публикации - 2021)
10.1021/acs.inorgchem.1c01581

8. Москалев М.В., Соколов В.Г., Копцева Т.С., Скатова А.А., Базанов А.А., Баранов Е.В., Федюшкин И.Л. Reactivity of aluminum hydrides supported with sterically hindered acenaphthene-1,2-diimines towards CO2 Journal of Organometallic Chemistry, 949, 121972 (год публикации - 2021)
10.1016/j.jorganchem.2021.121972

9. Копцева Т.С., Москалев М.В., Скатова А.А., Румянцев Р.В., Федюшкин И.Л. Reduction of CO2 with Aluminum Hydrides Supported with Ar-BIAN Radical-Anions (Ar-BIAN = 1,2-Bis(arylimino)acenaphthene) Inorganic Chemistry (год публикации - 2021)

10. Копцева Т.С., Скатова А.А., Федюшкин И. Л. Восстановление диоксида углерода парамагнитными гидридами алюминия Тезисы докладов XXVIII Международной Чугаевской конференции по Координационной химии, 82 (год публикации - 2021)

11. Москалев М.В., Базанов А.А., Разборов Д.А., Базякина Н.Л., Соколов В.Г., Копцева Т.С., Скатова A.А., Федюшкин И.Л. Complexes of main group metals with highly sterically hindered acenaphthene-1,2-diimine ligand: structural properties and small molecules binding Тезисы докладов XXVIII Международной Чугаевской конференции по Координационной химии, 103 (год публикации - 2021)

12. Скатова A.А., Копцева Т.С., Москалев М.В., Соколов В.Г., Додонов В.А., Базякина Н.Л., Базанов А.А., Федюшкин И.Л. Реакции диоксида углерода и изоэлектронных аналогов с комплексами металлов главных подгрупп Тезисы докладов XXVIII Международной Чугаевской конференции по Координационной химии, 121 (год публикации - 2021)

13. Базанов А.А., Москалев М.В., Скатова А.А., Федюшкин И.Л. Взаимодействие комплексов металлов II и XIII групп на основе пространственно затрудненного аценафтен-1,2-диимина с различными субстратами и малыми молекулами Тезисы докладов XXVI Нижегородской сессии молодых ученых (технические, естественные науки), 207-208 (год публикации - 2021)

14. Базанов А.А., Москалев М.В., Скатова А.А., Федюшкин И.Л. Стерически затрудненный аценафтен-1,2-диимин и его металлокомплексы Тезисы докладов VI Всероссийского форума и IV Международной научной конференции "Наука будущего Наука молодых", 139 (год публикации - 2021)

15. Копцева Т.С., Москалев М.В., Скатова А.А., Базанов А.А., Баранов Е.В., Рычагова Е.А., Кетков С.Ю., Федюшкин И.Л. Восстановление боранами диоксида углерода, связанного дииминовыми гидридами алюминия Известия Академии наук. Серия химическая, 8, 1626–1633 (год публикации - 2022)
10.1007/s11172-022-3571-6

16. Додонов В.А, Скатова А.А., Федюшкин И.Л. Reactions of ytterbium and magnesium gallylene complexes with carbon dioxide and diphenylketene Mendeleev Communications, 32, 582–584 (год публикации - 2022)
10.1016/j.mencom.2022.09.004

17. Копцева Т.С., Скатова А.А., Кетков С.Ю., Рычагова Е.А., Румянцев Р.В., Федюшкин И.Л. Hydroboration of a Diolate Complex Obtained by Carbon Dioxide Capture with Acenaphthenediimine Aluminum Hydride Organometallics (год публикации - 2022)

18. Базанов А.А., Москалев М.В., Скатова А.А., Федюшкин И.Л. Гидрид алюминия с аценафтен-1,2-дииминовым лигандом в реакциях гидроборирования оксида углерода (IV) тезисы докладов IX Всероссийской конференции по химии полиядерных соединений и кластеров «Кластер-2022», 124 (год публикации - 2022)

19. Базанов А.А., Москалев М.В., Скатова А.А., Федюшкин И.Л. Фиксация малых молекул производными непереходных металлов, содержащими пространственно затрудненный аценафтен-1,2-диимин тезисы докладов XXVII Нижегородской сессии молодых ученых (технические, естественные, математические науки), 262-263 (год публикации - 2022)

20. Базанов А.А., Москалев М.В., Скатова А.А., Федюшкин И.Л. Связывание малых молекул производными алюминия, содержащими пространственно затрудненный аценафтен-1,2-диимин тезисы докладов XXV Всероссийской конференции молодых ученых-химиков, 35 (год публикации - 2022)

21. Копцева Т.С., Скатова А.А., Федюшкин И.Л. Восстановление диоксида углерода аценафтен-1,2-дииминовыми производными алюминия тезисы докладов IX Всероссийской конференции по химии полиядерных соединений и кластеров «Кластер-2022», 146 (год публикации - 2022)

22. Скатова А.А., Копцева Т.С., Москалев М.В., Соколов В.Г., Додонов В.А., Базанов А.А., Федюшкин И.Л. Перспективы использования комплексов непереходных металлов для трансформации диоксида углерода и его изоэлектронных аналогов тезисы докладов IX Всероссийской конференции по химии полиядерных соединений и кластеров «Кластер-2022», 75 (год публикации - 2022)

Публикации