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Multifunctional Ligands for Enhanced Catalysis

Descrizione del progetto

Una via sostenibile per la produzione di composti organici

La funzionalizzazione del legame carbonio-idrogeno sostituisce un legame inerte carbonio-idrogeno con un gruppo funzionale, alterando le proprietà della molecola madre. Sebbene la reazione offra una via ecologica per la formazione di nuovi composti, la sua efficienza è limitata da due fattori. In primo luogo, è difficile funzionalizzare un legame carbonio-idrogeno senza interessare altri siti di carbonio-idrogeno nella molecola. In secondo luogo, i preziosi metalli di transizione comunemente utilizzati devono essere sostituiti con materiali che abbondano sulla Terra. Il progetto MLCat, finanziato dall’UE, progetterà ligandi multifunzionali in grado di legarsi contemporaneamente al substrato e al catalizzatore di metalli di transizione. I legami carbonio-idrogeno saranno sostituiti da gruppi funzionali necessari utilizzando catalizzatori di metalli di transizione abbondanti sulla Terra. Composti organici su misura potrebbero contribuire a sbloccare molte applicazioni industriali, come la produzione di alimenti, farmaci e integratori alimentari.

Obiettivo

Transition metal-catalyzed C-H functionalization replaces an inert carbon-hydrogen bond with a functional group, expediently altering the properties of the parent molecule to access new classes of compounds. Although the C-H functionalization represents a green chemistry approach as it precludes the need for pre-functionalized starting materials, there are still two main sustainability shortcomings with most current methodologies. The first challenge is achieving functionalization of specific C-H bonds without affecting other C-H sites in the molecule. A widely employed strategy to control the selectivity of metal-catalyzed C-H bond functionalization reactions has relied upon the covalent attachment of directing groups (i.e. pyridine, oxime, diazo) to the parent molecule. The requisite installation and removal of directing groups make the overall transformation less appealing from an atom- and step-economy perspective. The second challenge is to substitute commonly used precious transition metals with more benign earth-abundant alternatives. The proposed research program will address these shortcomings by developing an innovative and more efficient way for selective metal-catalyzed functionalization of aromatic and aliphatic C-H bonds without pre-attaching a directing group. The proposed strategies will rely on the design of multifunctional ligands capable of simultaneous binding to the substrate and the transition metal catalyst. The proposed approach will take advantage of the ability of Cr(0) to form an pi-arene complex and activate the aromatic and benzylic C-H bonds. Addressing these challenges associated with C-H activation technology would have the power to unlock many industrial applications, such as valorizing fine chemicals and modifying complex natural products, drug leads, or polymers.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2021-STG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

RHEINISCHE FRIEDRICH-WILHELMS-UNIVERSITAT BONN
Contributo netto dell'UE
€ 1 583 643,75
Indirizzo
REGINA PACIS WEG 3
53113 Bonn
Germania
Regione
Nordrhein-Westfalen Köln Bonn, Kreisfreie Stadt
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 1 583 643,75

Beneficiari (1)