Разработка электрохимических методов активации малых молекул (N2, CO2, CO) при использовании никельорганических сигма-комплексов

Данный проект направлен на разработку новых одностадийных методов активации (вовлечения в реакции) малых молекул (в частности низкореакционноспособного молекулярного азота N2, а также углекислого газа CO2 и угарного газа CO) при использовании высокореакционноспособных никельорганических сигма-комплексов. При реализации проекта будут разработаны новые методы, основанные на использовании электрохимических реакций, которые ранее не рассматривались в мировой научной литературе. Данные методы будут основаны на использовании высокореакционноспособных никельорганических сигма-комплексов типа [NiBr(Aryl)(bpy)], где Aryl – орто-замещенный фенил, bpy – 2,2’-бипиридил, синтезируемых в процессе электрохимического катодного восстановления комплексов никеля с 2,2’-бипиридилом в присутствии органических бромидов, и их дальнейшей электрохимической анодной активацией, как было впервые показано авторами настоящего проекта. Важной составной частью настоящего проекта будет являться исследование механизмов активации малых молекул (углекислый газ CO2, угарный газ CO и, особенно, молекулярный азот N2) в координационной сфере металлоорганических комплексов, что является одной из главных задач современной химии, поскольку наличие связи металл–углерод представляется фундаментально важным условием для реализации циклов восстановительного элиминирования, проходящих в процессах кросс-сочетания в условиях гомогенного катализа. В ходе реализации настоящего проекта будут выделены и охарактеризованы ключевые интермедиаты данного процесса – никельорганические комплексы, содержащие координированную молекулу азота N2 (и другие малые молекулы), также будут исследованы их свойства и реакционная способность для поиска возможности дальнейшей функционализации данной молекулы. Таким образом, в ходе выполнения проекта планируется разработать электрохимический метод, позволяющий селективно конвертировать молекулярный азот и другие малые молекулы (CO2, CO) в практически востребованные химические соединения со связями углерод–азот и углерод–углерод через стадию электрохимического генерирования никельорганических сигма-комплексов, используя принципы «зеленой химии», избегая использования экологически небезопасных реактивов и условий. Актуальность настоящего исследования определяется, прежде всего, его научной и практической значимостью, так как разработка новых материалов и практически значимых соединений с заранее заданными свойствами на основе малых молекул (в частности низкореакционноспособного молекулярного азота N2, а также углекислого газа CO2 и угарного газа CO) является одной из главных задач современной химии.