L'attività di ricerca riguarda la sintesi, caratterizzazione e applicazione in catalisi omogenea di composti metallorganici con particolare attenzione al ruolo delle interazioni non-covalenti nel determinare la loro struttura e reattività. Queste interazioni deboli influenzano profondamente la struttura e la reattività dei composti metallorganici sia in termini stechiometrici che catalitici. Il loro studio in soluzione viene effettuato attraverso tecniche di indagine basate sulla risonanza magnetica nucleare. In particolare, risulta preziosa la complementarità tra le informazioni strutturali derivanti dagli esperimenti 1D- e 2D-NOE NMR, sia omo- che etero-nucleari, e quelle riguardanti il volume (e quindi la massa) degli aggregati non-covalenti in soluzione derivanti dagli esperimenti PGSE (Pulsed-Field Gradient Spin-Echo) NMR. Queste metodologie sono state sviluppate e utilizzate per indagare catalizzatori di Ru(II) per le reazioni di trasferimento di idrogeno, catalizzatori di Pd(II) per la copolimerizzazione di CO/olefine e catalizzatori metallocenici per la polimerizzazione di olefine. Le stesse metodologie NMR sono state applicate con successo per studiare la struttura di addotti supramolecolari e nanomateriali per nlo (ottica non lineare). Nel corso degli anni 2009-2011 l'attività di ricerca si è concentrata sulla sintesi, caratterizzazione intramolecolare e interionica e applicazione in catalisi di composti lineari di Au(I)(Zuccaccia, D., et al. J . Am. Chem. Soc 2009, 131, 3170). Questa ricerca è stata evidenziata in Nature Chemistry (Davey, S. Nature Chemistry, doi:10.1038/nchem.164) e dal gennaio 2012 è stata finanziata dal Ministero dell’Istruzione e della Ricerca nell’ambito del programma FIRB-futuro in ricerca: Progetto AuCat (RBFR1022UQ) "Nuovi catalizzatori molecolari di Au(I): da know-how a know-why."
Dal 2013, l’attivita di ricerca ha riguardato anche la modellistica molecolare con metodi DFT con particolare interesse ai meccanismi di reazione (J. Chem. Theory Comput. 2014, 10, 1021−1034) e alla comprensione del legame chimico (Inorg. Chem. 2014, 53, 9907-9916, Organometallics 2014, 33, 4200-4208). Infine la ricerca si è focalizzata sul raggiungimento di una produzione sostenibile e verde di sostanze chimiche impiegando catalizzatori di oro (I) in fase omogenea con possibile scale-up a grandi livelli di produzione che è ancora considerata una chimera nella letteratura. Protocolli che descrivono l'uso di bassi carichi di catalizzatore, di solventi green e alternativi, di condizioni silver-free, a temperatura ambiente e all’aria, con catalizzatori riciclabili e che siano seguiti da semplici work-up della reazione con conseguente facile recupero di oro sono molto rari in letteratura. In questo contesto la completa razionalizzazione dell’effetto di coppia ionica ci ha consentito di sviluppare un sistema catalitico a base di Au(I) altamente efficiente in assenza di solvente, argento e acidi che ci ha permesso di ottenere ottimi valori di E-factor ed EMY
