Single Electron Reduction of NHC-CO2 and NHC-CO2-BR3 Adducts
Aquesta tesi doctoral es centra en la síntesi d'adductes NHC-CO2 i l'avaluació de la seva reducció a un electró mitjançant un estudi combinat de teoria i experimentació. El diòxid de carboni és una font de carboni atractiva degut a la seva abundància com a molècula. El seu ús com a sintó C...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2023 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de Documents de la UAB |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:ddd.uab.cat:293531 |
| Acceso en línea: | https://ddd.uab.cat/record/293531 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Activació de CO2 CO2 activation Activación de CO2 Química computacional Computational chemistry Carbens n-heterocíclics N-heterocyclic carbenes Carbenos n-heterocíclicos Ciències Experimentals |
| Sumario: | Aquesta tesi doctoral es centra en la síntesi d'adductes NHC-CO2 i l'avaluació de la seva reducció a un electró mitjançant un estudi combinat de teoria i experimentació. El diòxid de carboni és una font de carboni atractiva degut a la seva abundància com a molècula. El seu ús com a sintó C1 ha despertat interès dins de la comunitat científica, des de la recerca més fonamental fins a la més aplicada. No obstant això, el diòxid de carboni presenta una alta estabilitat cinètica i termodinàmica que dificulta el seu ús com a reactiu orgànic. La reducció monoelectrònica del diòxid de carboni a [CO2]·- pot permetre el seu ús com a font de carboni. No obstant això, aquest enfocament és difícil a causa del potencial de reducció altament negatiu del CO2. En el nostre estudi, ens preguntem i) sobre l'ús dels Carbens N-Heterocíclics (NHC, acrònim en anglès) per superar aquest potencial de reducció i ii) si els adductes resultants de NHC-CO2 reduïts monoelectrònicament, imitarien la reactivitat de l'anió radical CO2 lliure. Aquestes dues qüestions son plantejades en aquest manuscrit. La feina realitzada en aquesta tesi doctoral es divideix en cinc capítols. El Capítol 1 proporciona una revisió bibliogràfica dels temes a tractar en el manuscrit. Aquest capítol es divideix en quatre seccions principals. A la primera secció, es discuteixen els diferents mètodes descrits a la literatura per generar [CO2]·- a partir de CO2 o formiats, seguits de la seva reactivitat cap a espècies de capa oberta i altres espècies insaturades. La segona part d'aquest capítol se centra en la reducció dels adductes NHC-CO2. A la tercera secció, es descriu la síntesi de compostos de la forma NHC-CO2-BR3 (BR3: borà) dissenyats al grup de Tamm. Finalment, a l'última secció del Capítol 1, s'explica la base del càlcul pels potencials de reducció des d'un punt de vista termodinàmic, així com alguns exemples rellevants on els potencials de reducció s'han calculat mitjançant simulacions computacionals de DFT i utilitzant el mètode directe. El Capítol 2 descriu un estudi teòric preliminar sobre la reducció monoelectrònica d'adductes NHC-CO2 amb l'objectiu de comprendre com es comporten aquestes espècies després de l'addició d'un electró. Aquest estudi pretén orientar-nos cap a l'elecció d'adductes que puguin tenir el potencial de reducció més accessible per a la seva síntesi posterior. En el Capítol 3, es considera la síntesi i caracterització dels adductes a base de NHC-CO2 seleccionats en el Capítol 2. Llavors, es descriu la reducció dels compostos prèviament sintetitzats mitjançant mètodes electroquímics i químics. Al Capítol 4, es presenta un anàlisi teòric en què primer es busca validar el mètode computacional basat en els resultats experimentals prèvis, i llavors es pretén racionalitzar diferents propietats relacionades amb la monorreducció dels adductes a base de NHC-CO2 utilitzant eines de la química quàntica. El Capítol 5 conté els detalls experimentals d'aquesta tesi doctoral. Les conclusions generals i les perspectives d'aquesta tesi doctoral es troben al final d'aquest treball. Aquest manuscrit s'ha redactat en anglès. No obstant això, aquest resum inicial i les conclusions generals també s'han traduït al castellà i al francès. Les referències utilitzades en cada capítol s'inclouen al final de cada capítol i es numeren de manera independent per a cada capítol. Els compostos presentats al Capítol 1 es numeren per separat de la resta dels capítols. Els compostos descrits en aquesta tesi doctoral es resumeixen a la secció "Summary of Compounds". |
|---|