Descrizione del progetto
La C-alchilazione selettiva e sostenibile sfrutta enzimi sintetici
Il carbonio è il principale elemento costitutivo dei composti organici. I legami carbonio-carbonio sono collegamenti fondamentali e tra i meno suscettibili di manipolazione da parte dei chimici sintetici, e la loro demolizione e costruzione spesso necessita di catalizzatori. L’alchilazione del carbonio (C-alchilazione), l’aggiunta o la sostituzione di un gruppo alchilico costituito da atomi di carbonio legati solo a idrogeni, è una delle reazioni più importanti. Le aree di applicazione includono la chimica organica, la produzione di combustibili e la medicina. Il progetto BioAlk, finanziato dall’UE, si baserà sul lavoro utilizzando enzimi, catalizzatori naturali, per favorire la reazione. L’obiettivo è migliorare in modo significativo la selettività per ridurre al minimo i prodotti indesiderati, ottimizzando la produzione selettiva di composti preziosi e desiderati.
Obiettivo
Alkylation, in particular carbon-carbon (C-C) bond formation, is one of the most important and challenging synthetic transformations in chemistry. Current chemical approaches for C-alkylation require the use of expensive and toxic transition metals with complex ligands that have limited selectivity. Developing sustainable methods for the controlled formation of C-C bonds with regio- and stereospecificity in high yields has the potential to change organic chemistry and provide access to new molecules. Enzymes, Nature’s catalysts that enhance reaction rates, can selectively catalyze such reactions, with current limitations due to high energy co-substrates and the requirement for specific starting materials, sometimes leading to undesired side products, therefore unsustainable to upscale.
I aim at developing the synthetic potential of key oxidoreductase enzymes towards the sustainable selective production of highly valuable compounds through C-C bond formation. Oxidoreductases traditionally catalyze reduction and oxidation reactions and are increasingly used at industrial scale for their mild reaction conditions and exquisite chemo-, regio- and stereoselectivity. I will use the inherent mechanism of two particular oxidoreductases, ene reductases and alcohol dehydrogenases, and develop them towards selective C-C bond formation.
BioAlk aims at being disruptive in catalysis and organic synthesis by enabling new approaches for bench mark sustainable methods towards highly selective biocatalytic C-alkylation with industrially relevant oxidoreductases. I will design and develop non-natural enzymatic processes with ene reductase-catalyzed selective inter- and intramolecular α-alkylation of carbonyl and related compounds, and alcohol dehydrogenase-catalyzed nucleophilic reductive alkylation, while exploring the enzyme reaction mechanisms.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP.
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Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC-STG - Starting GrantIstituzione ospitante
2628 CN Delft
Paesi Bassi