Projektbeschreibung
Durch Elektronenbifurkation hin zu energieeffizienten chemischen Reaktionen
Die endergone Katalyse bezieht sich auf chemische Reaktionen, die zum Ablaufen eine Energiezufuhr erfordern, und ist an der Umwandlung von energiearmen Substanzen in energiereiche Produkte beteiligt. Auch wenn die endergone Katalyse zur Erzeugung komplexer Materialien aus einfachen Materialien von Nutzen ist, stellt sie eine echte Herausforderung dar. Die Natur treibt energieaufwendige (endergone) Reaktionen an, indem sie mit energiefreisetzenden (exergonen) Reaktionen gekoppelt werden. Die Arbeit des ERC-finanzierten Projekts BifurCAT zielt darauf ab, künstliche Katalysatoren zu schaffen, die diesen Prozess nachahmen. Dadurch wird es möglich, gängige, umweltfreundliche Verbindungen wie Ameisensäure zur Realisierung schwieriger Reaktionen zu verwenden, wobei wertvolle Pharmazeutika und Agrochemikalien entstehen. Insgesamt wird die Untersuchung eine energieeffiziente Strategie für die chemische Synthese vorstellen.
Ziel
Endergonic catalysis converts low-energy substrates into high-energy products. Such reactions are highly desirable in academia and industry as they allow the transformation of abundant starting materials into complex products. However, endergonic reactions are impossible by classical catalysis, since the reverse reaction to the starting materials always dominates. Nature found an amazing way to drive endergonic reduction reactions catalytically by coupling an energetically uphill reduction to a separate, energetically downhill reduction. This strategy is called electron bifurcation and has been discovered with quinone- and flavin-dependent enzymes. No artificial catalysts capable of electron bifurcation have been realised to date. In BifurCAT, I propose the design, realisation, and application of molecular electron bifurcation catalysts. The key to achieving this goal is the precise localisation of two designed, organic redox sites in close proximity. This mimics the enzymatic strategy of splitting two electrons of a medium-potential reductant into a strongly reducing electron at the expense of a second, weakly reducing electron at separate redox sites. Electron bifurcation allows using environmentally benign, abundant, organic reductants such as formic acid or ascorbic acid to drive energetically uphill one-electron reductions at the strongly reducing redox site. Currently, these reactions require super-stoichiometric, rare-earth metal reductants or constant irradiation. I propose to demonstrate the utility of this new approach by applications in reductive incorporation of carbon dioxide into organic substrates and challenging dearomatisation reactions, which both lead to highly sought-after compounds for the preparation of pharmaceuticals, agrochemicals, and precursors to organic materials. BifurCAT has the aim to change our view on energetically “impossible” reactions and to provide a resource- and energy-conserving, alternative strategy inspired by nature.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
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- Medizin- und Gesundheitswissenschaften Grundlagenmedizin Pharmakologie und Pharmazie Arzneimittel
- Naturwissenschaften Chemiewissenschaften Katalyse
- Naturwissenschaften Biowissenschaften Biochemie Biomoleküle Proteine Enzym
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
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Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2023-STG
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
55122 Mainz
Deutschland
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.