Homogén katalízis alternatív oldószerekben - alapkutatások a környezet védelmében  részletek

súgó  nyomtatás 
vissza »

 

Projekt adatai

 
azonosító
78040
típus IN
Vezető kutató Joó Ferenc
magyar cím Homogén katalízis alternatív oldószerekben - alapkutatások a környezet védelmében
Angol cím Homogeneous catalysis in alternative solvents - basic research for environmental protection
magyar kulcsszavak katalízis, víz, ionfolyadék, karbénkomplexek, fotokémia
angol kulcsszavak catalysis, water, ionic liquid, carbene complexes, photochemistry
megadott besorolás
Fizikai kémia és elméleti kémia (Matematikai, Fizikai, Kémiai és Mérnöki Tudományok)100 %
Ortelius tudományág: Fizikai kémia
zsűri Kémia 1
Kutatóhely TTK Fizikai Kémiai Tanszék (Debreceni Egyetem)
résztvevők Horváth Henrietta
Kathó Ágnes
Papp Gábor
Udvardy Antal
projekt kezdete 2009-01-01
projekt vége 2011-12-31
aktuális összeg (MFt) 2.849
FTE (kutatóév egyenérték) 3.95
állapot lezárult projekt
magyar összefoglaló
A klasszikus szerves oldószerek közül mára már jónéhányról kiderült, hogy az emberi egészségre kis mennyiségben is károsak (pl. rákkeltőek) és használatuk komoly környezeti károkhoz is vezet.
Az un. alternatív oldószerek (pl. víz, ionos, folyadékok) használata olyan lehetőségeket kínál, melyeknek pozitív környezeti vonatkozásai is vannak. Az oldószerek kombinációjával olyan két- vagy többfázisú rendszerek hozhatók létre, melyekben a külön fázisban oldott termékek és a katalizátor egyszerűen elválaszthatók egymástól. Ez nemcsak a drága katalizátor visszanyerését és újbóli felhasználását teszi lehetővé, hanem optimális esetben katalizátor-szennyezéstől mentes terméket is eredményez.
A jelen pályázat az NKTH-OTKA 68482 sz. pályázathoz csatlakozó nemzetközi együttműködésre irányul. Fő célja újtipusú, vízben és ionos folyadékokban oldható katalizátorok szintézise és jellemzése, felhasználásuk környezeti szempontból fontos reakciókban, és működési mechanizmusuk vizsgálata. Különös figyelmet szentelünk a szén-dioxid redukciójának, a hangyasav katalitikus bontásának és a teljes atomhatékonysággal lejátszódó izomerizációs reakcióknak. Vizsgáljuk a fotokémiai aktiválás lehetőségét az új katalizátorokkal végrehajtott folyamatokban (esetenként szoláris reaktorokban). A projekt –a tervezett nemzetközi együttműködés révén is- hozzájárul a doktori képzéshez és fiatal résztvevőinek csatlakozásával a kutatói utánpótlás fejlesztéséhez.
angol összefoglaló
It has been realized by today that several of the classic organic solvents are harmful to human health already in small ammounts (e.g. carcinogens) and their use leads to serious environmental damage.
The use of the so-called alternative solvents (e.g. water, ionic liquids) offers considerable environmental benefits. By combining two or more immiscible solvents multiphase systems can be produced, in which the catalysts, substrates and products dissolve in distinct phases. This allows the recovery of the expensive catalyst and –in optimum cases- the isolation of catalyst-free products.
The present project is a supplement to the already funded project: NKTH-OTKA 68482 and aims to extend it with an international collaboration. We plan to synthetize and characterize new types of catalysts, soluble in water and in ionic liquids, apply them as catalysts of processes of environmental importance, and study their mechanism of operation. Special attention is paid to the reduction of carbon dioxide, to the catalytic decomposition of formic acid and to the isomerization reactions which represent processes with 100% atom economy. We also study the possibilities of photochemical activation (also in solar reactors) in reactions catalyzed by the new complexes The international cooperation contributes to the PhD training and also to the professional development of the young co-workers involved in the project.





 

Zárójelentés

 
kutatási eredmények (magyarul)
Prof, Antonio Romerosa (Almeríai Egyetem, Spanyolország) kutatócsoportjával együttműködésben vizsgáltuk az 1,3,5-triaza-7-foszfaadamantán (pta) és annak N-metil és N-benzil származékai Ru(II)-komplexeinek szintézisét, fotokémiai viselkedését és katalitikus sajátságait vizes oldatokban. A képződő vegyületeket multinukleáris NMR spektroszkópiával és több esetben egykristály röntgendiffrakciós módszerrel is jellemeztük. Ezek a vegyületek aktívan katalizálják az allil-alkoholok redoxi izomerizációját. Több esetben megfigyeltük, hogy a pH jelentősen befolyásolta az izomerizáció sebességét. Kimutattuk, hogy ez a pH beállításához használt foszfát puffer komponenseivel való kölcsönhatás eredménye. A vízoldható [RuCl2(dmso)4] komplexet eredményesen használtuk a fenti ligandumokkal kialakuló vízoldható foszfinkomplexek kiindulási anyagaként. Megállapítottuk, hogy a komplexek kialakulását uv-látható besugárzással befolyásolni lehet és izoláltuk a fotokémiai reakciók köztitermékeit.
kutatási eredmények (angolul)
In collaboration with the group of Prof. Antonio Romerosa (University of Almería, Spain) we have studied the synthesis, photochemical behaviour and catalytic properties of Ru(II) complexes of 1,3,5-triaza-7-phosphaadamantane (pta) and its N-methyl and N-benzyl derivatives in aqueous solutions. The new compounds were characterized by multinuclear NMR spectroscopy and in several cases with single crystal X-ray diffraction. These complexes proved active catalysts for the redox isomerization of allylic alcohols. In several cases it was observed that the solution pH had a marked influnence on the reaction rate of isomerization. It was established that this effect was a consequence of an interaction of the catalyst and the species present in the phosphate buffer used for setting the pH. The water soluble [RuCl2(dmso)4] was succesfully used as precursor for the wtaer-soluble phosphine complexes containing the above ligands. It was established that its substitution reactions could be influenced by uv-vis irradiation and several of the photochemical intermediates were isolated.
a zárójelentés teljes szövege https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=78040
döntés eredménye
igen





 

Közleményjegyzék

 
Udvardy, A;Bényei, A. Cs; Kathó, Á.: Synthesis, structural characterization and catalytic activity of water-soluble Ru(II)-phopsphane complexes derived from cis-[RuCl2(dmso)4], Eur J Inorg Chem, közlésre beküldve, 2012
Gonzalez B; Lorenzo-Luis P; Serrano-Ruiz M; Papp É; Fekete M; Csépke K; Ősz K; Kathó Á; Joó F; Romerosa A: Catalysis of redox isomerization of allylic alcohols by [RuCl(Cp)(mPTA)2](OSO2CF3)2 and [Ru(H2O)(Cp)(mPTA)2](OSO2CF3)3. Unusual influence of the pH and interaction of ..., J. Mol. Catal. A:Chem. 326: 15-20, 2010
Joó F: Új utak a homogén katalízisben, Magyar Kémiai Folyóirat 115: 49-53, 2009
Udvardy A; Bényei A; Kathó Á: Formation and catalytic properties of Ru(II)-dmso complexes containing water-soluble phosphine ligands, ISABC10, Debrecen, 2009, Book of Abstracts, p. 185, 2009
Martín M; Horváth H; Sola, E; Kathó Á; Joó F: Water-Soluble Triisopropylphosphine Complexes of Ruthenium(II): Synthesis, Equilibria, and Acetonitrile Hydration, Organometallics 28: 561-566, 2009
Bertók Á; Udvardy A; Kathó Á: Neutral and cationic half-sandwich Ru(II)-complexes with water-soluble phosphine ligands, ISABC10, Debrecen, 2009, Book of Abstracts, p. 186, 2009
Papp G; Joó F: Új klasszikus és nem-klasszikus Ru(II)-hidridek vizes közegben, EMT XV. Nemzetközi Vegyészkonferencia, Marosvásárhely, 2009, Előadáskivonatok 107. o., 2009
Horváth H; Fekete M; Nagy CsE; Horváth HH; Kathó Á; Papp G; Joó F: New ligands and complexes for biphasic catalysis – In and out of water, SILQCOM-2, Maracaibo, Venezuela, 2009, Book of Abstracts p. 8, 2009
Nagy CsE; Almássy A; Joó F: Synthesis and catalytic properties of water-soluble Gold-N-Heterocyclic carbene complexes, 5th ERA Chem Flash Conference, Abtei Frauenwörth/Chiemsee Germany, Book of Abstracts O19, 2009
Joó F: Activation of Carbon Dioxide, pp 247-279 in Physical Inorganic Chemistry: Reactions, process, and Applications (A. Bakac ed.) Wiley, 2010
Joó F; Kathó Á.: Water as Green Solvent for Bulk Chemicals, pp-385-408 in Handbook of Green Chemistry Vol. 5: Reactions in Water (C.-J. Li, ed) Wiley-VCH, 2010
Almássy A; Nagy C.E;> Bényei A; Joó F: Novel Sulfonated N-Hetrocyclic Carbene Gold(I) Complexes: Homogeneous Gold Catalysis for the Hydration of Terminal Alkynes in Aqueous Media, Organometallics, 29: 2484-2490, 2010
Joó F: Biphasic catalysis (homogeneous), Encyclopedia of Catalysis (Horváth I.T., ed) Wiley, New York, 2010
Joó F: New Ligands and Catalysts for Aqueous and Biphasic Organometallic Catalysis, Book of Abstracts, ISHC-17 Poznan, IL-9; p. 33, 2010
Udvardy A; Bényei A. Cs; Kathó Á: Formation and Catalytic Properties of Ri(II)-dmso Complexes containing Water-Soluble Phosphine Ligands, Book of Abstracts, ISHC-17, Poznan, P 115, p. 191, 2010
Csilla Enikő Czégéni, Gábor Papp, Ágnes Kathó, and Ferenc Joó: Water-soluble Gold(I)-NHC Complexes of Sulfonated IMes and SIMes and their Catalytic Activity in Hydration of Alkynes., Journal of Molecular Catalysis A: Chemical 340 (1) 1-8, 2011
Joó Ferenc: A vizes közegű és kétfázisú fémorganikus katalízis kutatása a Debreceni Egyetem Fizikai Kémiai Tanszékén., Magyar Kémiai Folyóirat, 117 (2-3), 105-112, 2011
Gábor Papp, Jenő Csorba,Gábor Laurenczy, Ferenc Joó: A Charge/Discharge Device for Chemical Hydrogen Storage and Generation, Angewandte Chemie-International Edition, 50 (44) 10433-10435, 2011
F. Joó, G. Papp, Á. Kathó, H. H. Horváth, A. Ábrahám, J. Csorba: Homogeneous Organometallic Catalysis in Water., 3rd Symp. Latinoamericano Quím. Organometal. y Coord. , SILQCOM-3, 26-29 July, La Serena, Chile Book of Abstracts, c03, 2011




vissza »