Trivalent Metal Lewis Acids Activate CO2 in Transfer Hydrogenations
Identifikátory výsledku
Kód výsledku v IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216208%3A11310%2F25%3A10503575" target="_blank" >RIV/00216208:11310/25:10503575 - isvavai.cz</a>
Výsledek na webu
<a href="https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=HVExjwPmzI" target="_blank" >https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=HVExjwPmzI</a>
DOI - Digital Object Identifier
<a href="http://dx.doi.org/10.1002/cssc.202500629" target="_blank" >10.1002/cssc.202500629</a>
Alternativní jazyky
Jazyk výsledku
angličtina
Název v původním jazyce
Trivalent Metal Lewis Acids Activate CO2 in Transfer Hydrogenations
Popis výsledku v původním jazyce
Using γ-terpinene as a bio-derived H-2 surrogate, trivalent metal MX(3) (M = Al, Ga, In, Yb, X = Cl, OTf) Lewis acids (LAs) catalyze CO2 hydrogenation to formate, yielding p-cymene as the by-product. The resulting formate produces up to 91% N-formamides in tandem hydrogenation-coupling reactions and up to 95% heterocycles, including azoles, via further in situ transfer formylation to ortho-substituted anilines and cyclization at 130 °C and 4 bar. But In(OTf)(3) and a Lewis base fail to abstract a hydride from γ-terpinene. Unlike other LAs and transfer hydrogenation catalysts that induce hydride abstraction from 1,4-cyclohexadiene(s) over B(C6F5)(3), alkali earth or noble metals, MX3 LAs activate CO2, so CO2 can directly accept a hydride from γ-terpinene during formate synthesis, as shown by density functional theory calculations. This triple role of MX3 LAs in promoting (1) CO2 activation, (2) tandem coupling reactions, and (3) transfer formylation at low pressure paves the way for sustainable CO2 hydrogenation processes, leveraging bio-derived H2 surrogates to develop efficient carbon capture and utilization systems and to synthesize valuable compounds from renewable feedstocks.
Název v anglickém jazyce
Trivalent Metal Lewis Acids Activate CO2 in Transfer Hydrogenations
Popis výsledku anglicky
Using γ-terpinene as a bio-derived H-2 surrogate, trivalent metal MX(3) (M = Al, Ga, In, Yb, X = Cl, OTf) Lewis acids (LAs) catalyze CO2 hydrogenation to formate, yielding p-cymene as the by-product. The resulting formate produces up to 91% N-formamides in tandem hydrogenation-coupling reactions and up to 95% heterocycles, including azoles, via further in situ transfer formylation to ortho-substituted anilines and cyclization at 130 °C and 4 bar. But In(OTf)(3) and a Lewis base fail to abstract a hydride from γ-terpinene. Unlike other LAs and transfer hydrogenation catalysts that induce hydride abstraction from 1,4-cyclohexadiene(s) over B(C6F5)(3), alkali earth or noble metals, MX3 LAs activate CO2, so CO2 can directly accept a hydride from γ-terpinene during formate synthesis, as shown by density functional theory calculations. This triple role of MX3 LAs in promoting (1) CO2 activation, (2) tandem coupling reactions, and (3) transfer formylation at low pressure paves the way for sustainable CO2 hydrogenation processes, leveraging bio-derived H2 surrogates to develop efficient carbon capture and utilization systems and to synthesize valuable compounds from renewable feedstocks.
Klasifikace
Druh
J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science
CEP obor
—
OECD FORD obor
10402 - Inorganic and nuclear chemistry
Návaznosti výsledku
Projekt
<a href="/cs/project/GM21-27431M" target="_blank" >GM21-27431M: Lewisovy kyseliny a frustrované Lewisovy páry pro redukčně kondenzační reakce oxidu uhličitého s aminy</a><br>
Návaznosti
P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)
Ostatní
Rok uplatnění
2025
Kód důvěrnosti údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Údaje specifické pro druh výsledku
Název periodika
ChemSusChem
ISSN
1864-5631
e-ISSN
1864-564X
Svazek periodika
18
Číslo periodika v rámci svazku
16
Stát vydavatele periodika
DE - Spolková republika Německo
Počet stran výsledku
5
Strana od-do
e202500629
Kód UT WoS článku
001524861000001
EID výsledku v databázi Scopus
2-s2.0-105010055651