Descripción del proyecto
Mejorar la catálisis supramolecular siguiendo un ejemplo de la naturaleza
Los complejos metálicos derivados de las porfirinas se dan de forma natural. Son de interés para los científicos que tratan de convertir la energía solar en combustible o utilizarlos como catalizadores para oxidar compuestos orgánicos. También se utilizan con frecuencia en la química supramolecular para construir estructuras. Financiado por las acciones Marie Skłodowska-Curie, el proyecto SuprAlloCat tiene por objeto preparar polímeros supramoleculares nanoestructurados autoensamblados que demuestren un rendimiento catalítico similar al de los catalizadores homogéneos, un alto control y una selectividad similar a la de las enzimas alostéricas. Para lograr estos objetivos es necesario desarrollar un método de autoensamblaje que permita organizar cofacialmente las metaloporfirinas a distancias intersticiales a medida a lo largo de una dimensión determinada. Esto debería dar lugar a la creación de un conjunto periódico de nanorreactores conectados con compartimentos catalíticos bien definidos y accesibles.
Objetivo
Natural systems represent a source of inspiration when it comes to the processing of energy and matter. Metalloporphyrins are at the core of many of these processes, harvesting solar energy and catalyzing relevant chemical processes. In contrast to most artificial nanostructured catalysts based on porphyrins, in which the main assembly driving force is π-π stacking or metal-ligand coordination, enzymes teach us that the catalytic sites around the porphyrin metal centers must remain accessible to the relevant substrates (to optimize catalytic performance), embedded in a well-defined compartment (to enhance selectivity), and connected through the protein backbone (to allow for allosteric regulation).
In SuprAlloCat we plan to apply some of the lessons learned from nature to target the self-assembly of nanostructured supramolecular polymers with catalytic performance that would combine the broad catalytic scope of homogeneous catalysts, and the allosteric control, selectivity and activity under mild conditions of enzymes. The key to achieve such goal relies on the development of a self-assembly strategy that will allow us to cofacially arrange metalloporphyrins at tailored interstitial distances along a single dimension, thus creating a periodic array of connected nanoreactors with well-defined, accessible catalytic compartments.
The MSC candidate, Dr. Alberto de Juan, will focus on the synthesis of porphyrin and ligand molecules equipped with complementary H-bonding units, and will proceed to study their combined assembly into 1D polymers. We will then focus on evaluating unique functions in these supramolecular materials, such as host-guest binding, chiral induction, allosteric regulation and, finally, Lewis-acid catalysis.
SuprAlloCat introduces fundamental challenges and unprecedented approaches in chemical self-assembly and constitutes the best research scenario for the candidate to learn from different fields and further develop his scientific career.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
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Programa(s)
Régimen de financiación
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinador
28049 Madrid
España