Elucidating reaction mechanisms for metal-catalyzed oxidations

Aquesta tesis doctoral té com a objectiu principal estudiar a nivell teòric mecanismes de reaccions catalitzades per metalls de transició. Concretament, ens hem centrat en el estudi mecanístic d’algunes de les reaccions d’oxidació més rellevants, com són: la reacció d’oxidació de l’aigua, l’oxigenac...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: Vilella Arribas, Laia
Tipo de recurso: tesis doctoral
Estado:Versión publicada
Fecha de publicación:2015
País:España
Institución:CBUC, CESCA
Repositorio:TDR. Tesis Doctorales en Red
OAI Identifier:oai:www.tdx.cat:10803/394013
Acceso en línea:http://hdl.handle.net/10803/394013
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:Catàlisi
Catalysis
Mecanismes de reacció
Reaction mechanisms
Metalls de trasició
Transition metals
Ciències Experimentals
544
id ES_9155dc76da19c17e4dfee9f14c30a937
oai_identifier_str oai:www.tdx.cat:10803/394013
network_acronym_str ES
network_name_str España
repository_id_str
dc.title.none.fl_str_mv Elucidating reaction mechanisms for metal-catalyzed oxidations
title Elucidating reaction mechanisms for metal-catalyzed oxidations
spellingShingle Elucidating reaction mechanisms for metal-catalyzed oxidations
Vilella Arribas, Laia
Catàlisi
Catalysis
Mecanismes de reacció
Reaction mechanisms
Metalls de trasició
Transition metals
Ciències Experimentals
544
title_short Elucidating reaction mechanisms for metal-catalyzed oxidations
title_full Elucidating reaction mechanisms for metal-catalyzed oxidations
title_fullStr Elucidating reaction mechanisms for metal-catalyzed oxidations
title_full_unstemmed Elucidating reaction mechanisms for metal-catalyzed oxidations
title_sort Elucidating reaction mechanisms for metal-catalyzed oxidations
dc.creator.none.fl_str_mv Vilella Arribas, Laia
author Vilella Arribas, Laia
author_facet Vilella Arribas, Laia
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Balcells Badia, David
Lledós Falcó, Agustí
Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Química
dc.subject.none.fl_str_mv Catàlisi
Catalysis
Mecanismes de reacció
Reaction mechanisms
Metalls de trasició
Transition metals
Ciències Experimentals
544
topic Catàlisi
Catalysis
Mecanismes de reacció
Reaction mechanisms
Metalls de trasició
Transition metals
Ciències Experimentals
544
description Aquesta tesis doctoral té com a objectiu principal estudiar a nivell teòric mecanismes de reaccions catalitzades per metalls de transició. Concretament, ens hem centrat en el estudi mecanístic d’algunes de les reaccions d’oxidació més rellevants, com són: la reacció d’oxidació de l’aigua, l’oxigenació d’enllaços C=C i l’oxidació d’enllaços C−H. En el cas de la reacció d’oxidació de l’aigua, s’han dut a terme nombrosos estudis per tal de millorar tant l’eficiència com la robustesa de sistemes catalítics, i per intentar entendre les etapes fonamentals involucrades en aquesta reacció. En la present tesis hem investigat la influència dels lligands en l’etapa determinant de la reacció que comporta la formació de l’enllaç O−O. A més, hem avaluat la viabilitat d’un sistema catalític híbrid, el qual consisteix en ancorar un complex dimeric d’iridi a una superfície d’IrO2(110). L’objectiu d’aquest sistema catalític és poder beneficiar-nos de l’alta activitat que poden proporcionar els catalitzadors homogenis i de l’estabilitat que ofereixen els sistemes heterogenis. L’oxigenació d’hidrocarburs amb enllaços C=C és una estratègia sintètica potent per convertir reserves d’hidrocarburs en compostos químics útils en la industria, com ara cetones, epòxids o aldehids. En aquest treball, hem estudiat el mecanisme de la reacció d’oxidació d’olefines utilitzant metalls de transició i O2 com a oxidant per tal d’intentar justificar l’efecte que tenen tant el metall com els lligands en el producte de la reacció. La conversió selectiva de hidrocarburs a compostos orgànics amb valor afegit és una de les àrees de recerca química més actives en l’actualitat. En col·laboració amb el grup experimental del Prof. Pedro Pérez de la Universitat de Huelva, hem dut a terme un estudi conjunt al procés d’hidroxilació de benzè i ciclohexà utilitzant H2O2 com a oxidant i un complex de coure com a catalitzador. En resum, en aquesta tesis doctoral es fa evident com els mètodes computacionals, concretament càlculs DFT, proporcionen una visió molecular de processos complexos com són les reaccions d’oxidació, i ofereixen informació valuosa dels factors claus que governen la reactivitat.
publishDate 2015
dc.date.none.fl_str_mv 2015
2016
2016
dc.type.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.none.fl_str_mv http://hdl.handle.net/10803/394013
url http://hdl.handle.net/10803/394013
dc.language.none.fl_str_mv Inglés
language_invalid_str_mv Inglés
dc.rights.none.fl_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv 229 p.
application/pdf
application/pdf
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universitat Autònoma de Barcelona
publisher.none.fl_str_mv Universitat Autònoma de Barcelona
dc.source.none.fl_str_mv TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)
reponame:TDR. Tesis Doctorales en Red
instname:CBUC, CESCA
instname_str CBUC, CESCA
reponame_str TDR. Tesis Doctorales en Red
collection TDR. Tesis Doctorales en Red
repository.name.fl_str_mv
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1869413382540492800
spelling Elucidating reaction mechanisms for metal-catalyzed oxidationsVilella Arribas, LaiaCatàlisiCatalysisMecanismes de reaccióReaction mechanismsMetalls de trasicióTransition metalsCiències Experimentals544Aquesta tesis doctoral té com a objectiu principal estudiar a nivell teòric mecanismes de reaccions catalitzades per metalls de transició. Concretament, ens hem centrat en el estudi mecanístic d’algunes de les reaccions d’oxidació més rellevants, com són: la reacció d’oxidació de l’aigua, l’oxigenació d’enllaços C=C i l’oxidació d’enllaços C−H. En el cas de la reacció d’oxidació de l’aigua, s’han dut a terme nombrosos estudis per tal de millorar tant l’eficiència com la robustesa de sistemes catalítics, i per intentar entendre les etapes fonamentals involucrades en aquesta reacció. En la present tesis hem investigat la influència dels lligands en l’etapa determinant de la reacció que comporta la formació de l’enllaç O−O. A més, hem avaluat la viabilitat d’un sistema catalític híbrid, el qual consisteix en ancorar un complex dimeric d’iridi a una superfície d’IrO2(110). L’objectiu d’aquest sistema catalític és poder beneficiar-nos de l’alta activitat que poden proporcionar els catalitzadors homogenis i de l’estabilitat que ofereixen els sistemes heterogenis. L’oxigenació d’hidrocarburs amb enllaços C=C és una estratègia sintètica potent per convertir reserves d’hidrocarburs en compostos químics útils en la industria, com ara cetones, epòxids o aldehids. En aquest treball, hem estudiat el mecanisme de la reacció d’oxidació d’olefines utilitzant metalls de transició i O2 com a oxidant per tal d’intentar justificar l’efecte que tenen tant el metall com els lligands en el producte de la reacció. La conversió selectiva de hidrocarburs a compostos orgànics amb valor afegit és una de les àrees de recerca química més actives en l’actualitat. En col·laboració amb el grup experimental del Prof. Pedro Pérez de la Universitat de Huelva, hem dut a terme un estudi conjunt al procés d’hidroxilació de benzè i ciclohexà utilitzant H2O2 com a oxidant i un complex de coure com a catalitzador. En resum, en aquesta tesis doctoral es fa evident com els mètodes computacionals, concretament càlculs DFT, proporcionen una visió molecular de processos complexos com són les reaccions d’oxidació, i ofereixen informació valuosa dels factors claus que governen la reactivitat.In this Ph.D. thesis, theoretical calculations have been used as a tool for elucidating reaction mechanisms in the framework of metal-catalyzed oxidation reactions. More specifically, we have focused on the mechanistic study of some of the most relevant oxidation reactions: the water oxidation, the oxygenation of C=C bonds and the oxidation of C−H bonds of inert hydrocarbons. In the case of water oxidation, extensive research has been devoted toward enhancing both the efficiency and robustness of catalytic systems, as well as understanding the fundamental steps involved in this reaction. In this thesis we have investigated the influence of the ancillary ligands in the critical O−O bond formation step. Moreover, we have also evaluated the viability of a hybrid-type catalytic system generated by attaching a dimeric Ir complex to the IrO2(110) surface. The aim of this combined system is to benefit from the activity of homogeneous catalysts and the stability of heterogeneous ones. The oxygenation of hydrocarbons containing C=C bonds is a powerful synthetic strategy to convert hydrocarbon feedstocks into high added-value chemicals such as ketones, epoxides or aldehydes. More specifically, our work has been addressed to the mechanistic study of metal-promoted olefinoxidation reaction, using O2 as oxidant, in order to provide an explanation of the effect of the metal and the ligands in the reaction outcome. The selective conversion of hydrocarbons into valuable oxy-functionalized organic compounds is one of the most active research topics in chemistry. In collaboration with the experimental group of Prof. Pedro Pérez from the University of Huelva, a mixed experimental/theoretical study has been performed for the hydroxylation of benzene and cyclohexane using H2O2 as oxidant and a copper complex as catalyst. In summary, in this thesis it is shown how computational methods, namely DFT calculations, can provide a molecular insight into complex oxidation reactions and give valuable information on the key factors governing the reactivity.Universitat Autònoma de BarcelonaBalcells Badia, DavidLledós Falcó, AgustíUniversitat Autònoma de Barcelona. Departament de Química201620162015info:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersion229 p.application/pdfapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10803/394013TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)reponame:TDR. Tesis Doctorales en Redinstname:CBUC, CESCAInglésL'accés als continguts d'aquesta tesi queda condicionat a l'acceptació de les condicions d'ús establertes per la següent llicència Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessoai:www.tdx.cat:10803/3940132026-06-14T12:46:07Z
score 15,300719

Similares en LA Referencia