Description du projet
Améliorer la catalyse supramoléculaire en s’inspirant de la nature
Les complexes métalliques dérivés des porphyrines se trouvent à l’état naturel. Ils intéressent les scientifiques qui cherchent à convertir l’énergie solaire en carburant ou les utilisent comme catalyseurs pour oxyder des composés organiques. Ils sont également souvent utilisés pour la construction de structures en chimie supramoléculaire. Financé par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet SuprAlloCat entend préparer des polymères supramoléculaires nanostructurés auto-assemblés qui présentent des performances catalytiques similaires à celles des catalyseurs homogènes et un contrôle et une sélectivité élevés semblables à ceux des enzymes allostériques. Pour atteindre ces objectifs, il est indispensable de mettre au point une méthode d’auto-assemblage permettant d’agencer de manière cofaciale des métalloporphyrines à des distances interstitielles adaptées le long d’une certaine dimension. Ceci devrait aboutir à la création d’un réseau périodique de nanoréacteurs connectés avec des compartiments catalytiques bien définis et accessibles.
Objectif
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.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Programme(s)
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) H2020-MSCA-IF-2019
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MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinateur
28049 Madrid
Espagne