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Nanostructured Supramolecular Polymers with Allosterically Regulated Catalytic Interstices

Descrizione del progetto

Migliorare la catalisi supramolecolare con uno spunto dalla natura

I complessi metallici derivati dalle porfirine sono presenti naturalmente. Essi sono interessanti per gli scienziati che cercano di convertire l’energia solare in combustibile o che vogliono utilizzarli come catalizzatori per l’ossidazione dei composti organici. Questi complessi sono inoltre spesso impiegati per costruire strutture nell’ambito della chimica supramolecolare. Finanziato dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto SuprAlloCat si propone di preparare polimeri supramolecolari nanostrutturati e auto-assemblati che dimostrino prestazioni catalitiche simili a quelle dei catalizzatori omogenei e un controllo e una selettività elevati, simili a quelli degli enzimi allosterici. Per raggiungere questi obiettivi è necessario sviluppare un metodo di auto-assemblaggio che consenta di disporre in modo cofacciale le metalloporfirine, collocandole a distanze interstiziali specifiche lungo una determinata dimensione. Ciò dovrebbe comportare la creazione di una serie periodica di nanoreattori connessi dotati di compartimenti catalitici accessibili e ben definiti.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)

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

Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) H2020-MSCA-IF-2019

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Coordinatore

UNIVERSIDAD AUTONOMA DE MADRID
Contributo netto dell'UE
€ 160 932,48
Indirizzo
CALLE EINSTEIN 3 CIUDAD UNIV CANTOBLANCO RECTORADO
28049 Madrid
Spagna
Regione
Comunidad de Madrid Comunidad de Madrid Madrid
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 160 932,48