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Metalloradical Catalysis - From Fundamental Studies to Applications

Descrizione del progetto

La progettazione razionale di catalizzatori metallici sostenibili potrebbe avere effetti di vasta portata

La maggior parte dei processi catalizzati da metalli si basano su ciò che i chimici chiamano «reattività polare», dove le reazioni comportano il trasferimento o la condivisione di due elettroni alla volta. Nel campo relativamente nuovo della catalisi metalloradicale, tuttavia, si verificano reazioni con il trasferimento o la condivisione di un solo elettrone alla volta. Mentre la catalisi delle reazioni polari a due elettroni si basa convenzionalmente su ioni metallici rari e costosi, le reazioni metalloradicali a un elettrone vengono realizzate in modo sostenibile con catalizzatori basati su metalli di transizione abbondanti ed economici, con applicazioni in prodotti della chimica fine, medicina e scienza dei materiali. Il progetto MetalloRadiCat, finanziato dall’UE, sta migliorando la comprensione della reattività metalloradicale e dei suoi principi associati per un’ulteriore progettazione razionale di catalizzatori metalloradicali e processi catalitici, in particolare per quanto riguarda l’area emergente delle reazioni di funzionalizzazione remota. Il team concentra la propria attenzione su nuove molecole e funzionalità nel contesto della produzione e attivazione del metano.

Obiettivo

Over the past decades, metal catalysis has had a tremendous impact in chemistry, its adjacent disciplines and society overall, having gained an omnipresence in academic and industrial research worldwide. Numerous previously unthinkable transformations can nowadays be achieved in a selective and relatively mild manner owing to the metals' unique ability to trigger bond-making and breaking via pathways and principles that are inaccessible to metal-free processes. In this context, the global community has focused primarily on closed-shell, two electron processes for synthetic transformations. By comparison, the field of metalloradical catalysis has seen much less development, although metalloradicals are nature's preferred species to tame radical reactivities under non-precious metal-catalysis in numerous metalloenzymes. This is likely due to our currently limited understanding of metalloradical reactivity and its associated principles, and as such also limited ability to rationally design metalloradical catalysts and catalytic processes. A multidisciplinary approach, which capitalizes on the principles and insights of organic, organometallic and biological processes, will likely be key to meet the next frontier in this promising field. The objective of this proposal is to combine the tools of mechanistic, computational and synthetic organic/organometallic chemistry to explore catalysis with metalloradicals in synthesis, materials research and enzymatic processes. The proposed program will investigate some of the most pertinent questions in relation to the emerging area of remote functionalizations for the selective synthetic access to tailored molecules, olefin migrations and manipulations, and naturally occurring (enzymatic) metalloradical-catalyzed processes in the context of methane production and activation.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

ERC-COG - Consolidator Grant

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2019-COG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

RHEINISCH-WESTFAELISCHE TECHNISCHE HOCHSCHULE AACHEN
Contributo netto dell'UE
€ 2 000 000,00
Indirizzo
TEMPLERGRABEN 55
52062 Aachen
Germania
Regione
Nordrhein-Westfalen Köln Städteregion Aachen
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 2 000 000,00

Beneficiari (1)