Description du projet
Combler le fossé entre la compréhension théorique des propellanes et leurs applications concrètes
Les propellanes sont des hydrocarbures polycycliques constitués d’un squelette de trois anneaux d’atomes de carbone partageant une liaison covalente commune entre eux. Ces composés sont les précurseurs des bicyclo[1.1.1]pentanes des molécules précieuses pour la recherche pharmaceutique et sur les matériaux. Les propellanes disposant de plus petits anneaux présentent une réactivité avec les anions, les radicaux et les cations, basée sur leur capacité à délocaliser la densité des électrons, hors de leur liaison centrale C-C riche en électrons, jusque dans les orbitales p périphériques des atomes de carbone, tant dans leur état fondamental que pendant les réactions. Le projet NewPropChem, financé par l’UE, entend tester ce modèle, caractériser la modification électronique et structurelle lors du processus d’ouverture des anneaux, et explorer la réactivité des propellanes en employant de nouveaux concepts catalytiques pour activer la liaison centrale C-C.
Objectif
Propellanes are molecules of high importance as precursors to valuable cage molecules in pharmaceutical and materials research. For smaller-ring propellanes, ubiquitous reactivity can be displayed towards anions, radicals, and cations; however, the theoretical basis for this unusual behaviour has only recently emerged, which is based on the ability of small ring propellanes to delocalise electron density away from the electron-rich central C–C bond onto the peripheral carbon atom p orbitals both in the ground state, and during reactions. In this project we develop chemical tools to test this theoretical model, offering experimental support and characterising the change in structure and electronics during ring opening processes. We further develop new synthetic methodology to access high-value (but hard to access) chiral propellane ring-opening products, and explore new modes of propellane reactivity by employing novel catalytic concepts to activate the central C–C bond. We use a theoretical 'carbene' description of [1.1.1]propellane to open up access to bridge-substituted propellanes, which represent a 'holy grail' of the field, and also explore methods to control the dimerisation or oligomerisation of these molecules. Collectively, using the most up to date theoretical models (and in collaboration with theoretical chemists) we aim to develop a new frontier of propellane chemistry, which has the potential for broad impact on its many applications.
Programme(s)
Régime de financement
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinateur
OX1 2JD Oxford
Royaume-Uni