Total Synthesis Toolkit for Constructing Multi-Catalytic Colloidal Hybrid Nanoparticles

用于构建多催化胶体杂化纳米粒子的全合成工具包

基本信息

  • 批准号:
    1213475
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 25万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2012
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2012-09-01 至 2014-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Professor Raymond Schaak at the Pennsylvania State University is supported by the Macromolecular, Supramolecular, and Nanochemistry (MSN) program in work to develop a total synthesis framework for the rational construction of complex colloidal hybrid nanoparticles for use in multi-catalytic reaction processes. This research builds on recently established nanoparticle analogues of orthogonal reactivity, site-specific reactivity, chemoselectivity, regiospecificity, substituent effects, and coupling chemistry. The reaction toolkit will be expanded to include new classes of nanoparticle transformations, linear vs. radial growth modes, and protection-deprotection strategies for overcoming the hybrid nanoparticles? natural tendencies toward nucleation and reactivity. Ultimately, these synthetic tools and an understanding of how they occur will expand our knowledge of how to construct exceptionally complex hybrid nanoparticles and how to place nanoparticles at any desired location on a multi-domain particle. These complex colloidal hybrid nanoparticles will be explored for use as multi-catalyst systems that couple several sequential catalytic transformations in a single-pot reaction.Chemists approach the synthesis of large molecules by rationally modifying and linking together smaller molecular building blocks in a stepwise manner. This process, which contrasts sharply with existing design capabilities for inorganic nanostructures, is guided by mechanistic considerations and empirical guidelines and is facilitated by an extensive library of chemical transformations. Colloidal hybrid nanoparticles, which contain multiple distinct nanoparticle domains fused together through solid-state interfaces, can be considered as "artificial molecules." A primary goal of this research is to develop new synthetic tools, along with mechanistic insights into how they work, that will help to bridge the gap between the synthetic capabilities that exist for complex molecules vs. those available for hybrid nanoparticle systems, which are much less advanced. These colloidal hybrid nanoparticles have the potential to function as modular systems for efficiently carrying out multiple catalytic reactions in a single pot. A diverse group of students, including a team of undergraduate researchers, will be exposed to a unique cross-disciplinary project and will actively participate in a variety of outreach efforts. A new inquiry-based undergraduate laboratory module to apply organic synthesis concepts to hybrid nanoparticle systems will be developed, and assignments introducing students to scientific ethics and the interface of chemistry and society will be developed and integrated into freshman chemistry courses.
宾夕法尼亚州立大学的Raymond Schaak教授得到了大分子、超分子和纳米化学(MSN)项目的支持,致力于开发一个全合成框架,用于合理构建复杂的胶体混合纳米颗粒,用于多催化反应过程。 这项研究建立在最近建立的正交反应性,位点特异性反应性,化学选择性,区域特异性,取代基效应和耦合化学的纳米颗粒类似物。 反应工具包将扩大到包括新的类别的纳米粒子转换,线性与径向生长模式,并保护脱保护策略,克服混合纳米粒子?成核和反应性的自然趋势。 最终,这些合成工具以及对它们如何发生的理解将扩展我们对如何构建异常复杂的混合纳米颗粒以及如何将纳米颗粒放置在多域颗粒上的任何所需位置的知识。 这些复杂的胶体混合纳米粒子将被探索用作多催化剂系统,在一锅反应中耦合几个连续的催化转化。化学家们通过逐步合理地修饰和连接小分子构建块来合成大分子。 这一过程,与现有的无机纳米结构的设计能力形成鲜明对比,是由机械的考虑和经验的指导方针,并促进了广泛的化学转化库。 胶体混合纳米粒子,它包含多个不同的纳米粒子域通过固态界面融合在一起,可以被认为是“人工分子”。“这项研究的一个主要目标是开发新的合成工具,沿着与机械的见解,他们如何工作,这将有助于弥合之间的差距差距存在的复杂分子与那些可用于混合纳米粒子系统,这是先进得多。 这些胶体混合纳米颗粒具有作为模块化系统的潜力,用于在单个罐中有效地进行多个催化反应。 一个多元化的学生群体,包括一个本科研究团队,将接触到一个独特的跨学科项目,并将积极参与各种外联工作。 将开发一个新的基于探究的本科生实验室模块,将有机合成概念应用于混合纳米颗粒系统,并将开发并整合到大一化学课程中,向学生介绍科学道德和化学与社会的界面。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Raymond Schaak其他文献

Raymond Schaak的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Raymond Schaak', 18)}}的其他基金

Chemical Insights into High Entropy Alloy Nanoparticle Formation and Reactivity
高熵合金纳米颗粒形成和反应性的化学见解
  • 批准号:
    2203353
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Cation Exchange Pathways for Constructing Metal Chalcogenide Nanoparticle Libraries
用于构建金属硫族化物纳米粒子库的阳离子交换途径
  • 批准号:
    2210442
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Nanochemical Control of Crystal Structure and Heterostructuring in Metal Chalcogenides
金属硫属化物晶体结构和异质结构的纳米化学控制
  • 批准号:
    1904122
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Chemical Guidelines for Predictive Materials Integration in Hybrid Nanoparticles
混合纳米粒子中预测材料集成的化学指南
  • 批准号:
    1707830
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Nanochemical Control of Polymorphism in Transition Metal Chalcogenides
过渡金属硫属化物多晶型的纳米化学控制
  • 批准号:
    1607135
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Total Synthesis Toolkit for Constructing Ternary Hybrid Nanoparticles
用于构建三元杂化纳米颗粒的全合成工具包
  • 批准号:
    1410061
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Chemical Pathways for Controlling Polymorphism in Nanoscale Metal Chalcogenides
控制纳米级金属硫属化物多晶型的化学途径
  • 批准号:
    1305564
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Chemically Programmed Construction of Complex Inorganic Nanostructures
复杂无机纳米结构的化学编程构建
  • 批准号:
    0845258
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Nationwide Undergraduate Chemistry Video Competition
全国大学生化学视频大赛
  • 批准号:
    0839329
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: Low-Temperature Solution Synthesis Of Intermetallic Nanomaterials
职业:金属间纳米材料的低温溶液合成
  • 批准号:
    0748943
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

新型滤波器综合技术-直接综合技术(Direct synthesis Technique)的研究及应用
  • 批准号:
    61671111
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    58.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Data Driven Discovery of New Catalysts for Asymmetric Synthesis
数据驱动的不对称合成新催化剂的发现
  • 批准号:
    DP240100102
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Discovery Projects
Diversity Oriented Clicking - Streamlined Synthesis of Molecular Frameworks
面向多样性的点击——分子框架的简化合成
  • 批准号:
    DE240100449
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Discovery Early Career Researcher Award
Hybrid Electrochemically-paired Light Irradiated Organic Synthesis (Acronym: HELIOS)
混合电化学配对光照射有机合成(缩写:HELIOS)
  • 批准号:
    EP/Y037413/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Research Grant
Harnessing the Power of Diels-Alderases in Sustainable Chemoenzymatic Synthesis
利用 Diels-Alderases 进行可持续化学酶合成
  • 批准号:
    BB/Y000846/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Research Grant
Development of programmable nanomachines towards the enzymatic synthesis of peptide oligonucleotide conjugates
开发用于肽寡核苷酸缀合物酶促合成的可编程纳米机器
  • 批准号:
    EP/X019624/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Fellowship
NSF/BIO-DFG: Biological Fe-S intermediates in the synthesis of nitrogenase metalloclusters
NSF/BIO-DFG:固氮酶金属簇合成中的生物 Fe-S 中间体
  • 批准号:
    2335999
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAS: Optimization of CO2 to Methanol Production through Rapid Nanoparticle Synthesis Utilizing MOF Thin Films and Mechanistic Studies.
CAS:利用 MOF 薄膜和机理研究,通过快速纳米粒子合成优化 CO2 生产甲醇。
  • 批准号:
    2349338
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Discovering Modular Catalysts for Selective Synthesis with Computation
通过计算发现用于选择性合成的模块化催化剂
  • 批准号:
    2400056
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: SHF: Medium: Differentiable Hardware Synthesis
合作研究:SHF:媒介:可微分硬件合成
  • 批准号:
    2403134
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
New Strategy for Synthesis of Atomically Precise Graphene Nanoribbons
合成原子级精确石墨烯纳米带的新策略
  • 批准号:
    2403736
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 25万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了