Новости химической науки > Соединения урана для восстановления углекислого газа

Исследователи из Европы синтезировали комплексы урана, которые приближают возможность получения ценных химических продуктов из диоксида углерода.

Исследователями описан первый пример восстановительного сочетания диоксида углерода на актиноидном металлоцентре. (Рисунок из Chem. Sci., 2014, DOI: 101.1039/c4sc01401d)

Истощение запасов ископаемого топлива наряду с обеспокоенностью по поводу увеличения содержания углекислого газа в атмосфере мотивирует исследователей разрабатывать способы конверсии этого низкомолекулярного соединения в ценные химические вещества или хотя бы сырье для химического синтеза. Ранее сообщалось, что металлоорганические комплексы урана могут использоваться для активации низкомолекулярных соединений, однако до настоящего времени не сообщалось о комплексе актиноида, который мог восстановить диоксид углерода с одновременной генерацией связи С–С, дав в результате такого восстановления оксалат-дианион.

Однако исследователями удалось не только получить этот результат, но и показать, что варьирование алкильных групп в циклопентадиенильном лиганде сендвичевого комплекса урана(III) оказывает значительное влияние на активацию диоксида углерода, что позволяет получать различные продукты восстановления.

Исследователи из группы Джоффа Клоука (Geoff Cloke) из Университета Суссекса, сотрудничая с коллегами из Тулузы, обнаружили, что метильная группа, связанная с циклопентадиенильным лигандом, позволяет получить из углекислого газа мостиковые оксо- и оксалатные комплексы; этильные и изопропильные заместители обеспечивают образование комплексов с мостиковыми карбонатными и оксалатными лигандами, в то время, как объемный трет-бутильный заместитель дает лишь комплекс с мостиковым карбонатным лигандом. Наиболее интересно образование оксалата, поскольку эта фундаментально важная, однако редко встречающаяся трансформация предполагает участие диоксида углерода в образовании связи C–C.

Производные урана(III) участвуют в активации низкомолекулярные соединений благодаря тому, что в отличие от многих соединений переходных металлов они являются сильными восстановителями – потенциал перехода U(III)/U(IV) составляет около –2.5 В; свойства производных урана не определяются правилом 18 электронов, что обеспечивает им уникальную реакционную способность, однако эта же уникальная реакционная способность и восстановительная активность затрудняет работу с производными урана и не позволяет обеспечить их масштабное производство для применения в промышленности.

Несмотря на туманные перспективы применения производных урана для промышленного восстановления углекислого газа, Фанг Дай (Fang Dai), химик технолог из General Motors, отмечает, что результаты работы в равной степени важны как для изучения механизмов возможной конверсии CO₂, так и для определения деталей металлоорганических производных актиноидов.

Источник: Chem. Sci., 2014, DOI: 101.1039/c4sc01401d

метки статьи: #кинетика и катализ, #органический синтез, #элементоорганическая химия