Catalytic CO2 Cycloaddition with Epoxides into Cyclic Carbonates: Synergies from Computational to Experimental Studies
La utilització d'el CO2 com a matèria primera química ha demostrat ser una estratègia important per reduir les emissions de CO2 a l'atmosfera i, per tant, per trobar un equilibri en el cicle natural de l'carboni. No obstant això, l'activació d'aquesta petita molècula estable...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2021 |
| País: | España |
| Institución: | CBUC, CESCA |
| Repositorio: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/672267 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10803/672267 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Cicloaddició de CO2 Epòxids Carbonats cíclics Cicloadición de CO2 Epóxidos Carbonatos cíclicos CO2 Cycloaddition Epoxides Cyclic Carbonates Ciències 5 504 544 546 |
| Sumario: | La utilització d'el CO2 com a matèria primera química ha demostrat ser una estratègia important per reduir les emissions de CO2 a l'atmosfera i, per tant, per trobar un equilibri en el cicle natural de l'carboni. No obstant això, l'activació d'aquesta petita molècula estable és molt difícil. De fet, els substrats reactius amb alta energia interna poden facilitar les transformacions químiques de el CO2 per compensar la seva estabilitat termodinàmica. A més, es necessiten catalitzadors eficaços per superar l'elevada barrera cinètica de l'activació. Entre els molts mètodes catalítics, la catàlisi tèrmica segueix sent el mètode més utilitzat per ampliar els processos de fixació de CO2 a nivell industrial. Es necessiten catalitzadors amb més activitat i selectivitat en condicions de reacció més suaus. Per tant, el nostre objectiu és avaluar l'eficiència dels materials de baix cost i abundants en terra com a catalitzadors per a la cicloaddició de CO2 amb epòxids d'alt contingut energètic. També pretenem entendre el comportament d'aquests catalitzadors a partir d'estudis mecanístics computacionals, i millorar el seu disseny corroborant amb el seu rendiment catalític experimental per aquesta reacció de transformació de el CO2. En aquesta Tesi estudiem 3 catalitzadors diferents per a la reacció de cicloaddició de CO2 amb epòxids sota gradient tèrmic. Els catalitzadors són biomasses lignocelulósiques com materials vegetals més abundants, 1,10-fenatronina derivada de quatre donants de nitrogen que contenen complexos de zinc, i un complex derivat de ciclam de l'element més abundant, el ferro. Els efectes cooperatius d'aquests catalitzadors binaris en combinació amb un cocatalizador, el bromur de tetrabutilo i amoni (TBAB), s'han dilucidat a partir d'estudis mecanístics computacionals. En els estudis experimentals, les reaccions catalítiques s'optimitzen per substrats estàndard, i els percentatges de conversió dels substrats es corroboren amb les barreres d'energia d'activació dels mecanismes de reacció, quan s'apliquen. També s'analitza la naturalesa dels diferents llocs actius catalítics des del punt de vista de l'abast de l'substrat. |
|---|