CAS: Pincer Ligand Base Metal Chromophores for Selective Free Radical Reactions
CAS: Pincer Ligand Base Metal Chromophores for Selective Free Radical Reactions
批准号:
2102292
负责人:
Jake Soper
金额:
$46.5万
依托单位国家:
美国
项目类别:
Standard Grant
财政年份:
2021
资助国家:
美国
项目状态:
已结题
起止时间:
2021-07-01 至 2024-06-30
中文摘要
在这个由化学部化学结构、动力学和机理B计划资助的项目中,佐治亚理工学院化学和生物化学学院的杰克·索珀正在开发能够利用可见光将芳基碳氢键转化为碳(三氟)烷基的新型过渡金属催化剂,这是许多农用化学品和制药的重要组成部分。这项研究的目标是设计新的富含地球的金属络合物,以取代基于贵金属的光催化剂,并阐述选择性地针对单个碳氢键进行自由基活化和功能化的新方法。通过用天然丰富的替代品取代稀有和有毒的金属催化剂和化学计量氧化剂(通常含有卤素),该项目为获得保护人类健康和环境的制药和材料的新的“绿色”路线奠定了基础。为了实现这些目标,该项目还为高中STEM教育者的发展提供了机会,以及增加公众参与和在传统上在化学中代表不足的群体中的科学素养的外联活动。基于第一行过渡金属的精细光氧化还原活性发色团的努力受到了短的电荷转移激发态寿命的挑战,这阻止了双金属的反应。该项目的研究建议通过将发色团和有机金属反应中心结合在单一配位络合物中来规避这一问题,从而开辟了在光氧化还原催化循环中提供选择性的新途径,这些循环通过动力学上容易实现的自由基步骤发生。这一策略的核心是新的钳形络合物能够支持光解钴键的激活,导致碳基自由基的挤出,这些自由基对(杂环)芳烃的烷基化、氟烷基化和芳基化具有活性。底物导向基团被建议引导这些自由基到特定的芳基碳氢键,在光化学迷你类型均解芳烃取代中给予非典型的区域选择性。这一奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的智力优势和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。
英文摘要
In this project, funded by the Chemical Structure, Dynamics & Mechanism B Program of the Chemistry Division, Jake Soper of the School of Chemistry and Biochemistry at the Georgia Institute of Technology is developing new transition metal catalysts capable of using visible light to convert aryl carbon–hydrogen bonds into carbon–(trifluoro)alkyl bonds, which are important components of many agrochemicals and pharmaceuticals. The goals of this research are to design new earth-abundant metal complexes that can replace photocatalysts based on precious metals and to elaborate new ways to selectively target individual carbon–hydrogen bonds for radical activation and functionalization. By replacing rare and toxic metal catalysts and stoichiometric, often halogen-containing, oxidants with naturally abundant alternatives, the project forms the basis for new "green" routes to pharmaceutical and materials that protect human health and the environment. In pursuit of these goals, the project also affords opportunities for high school STEM educator development, as well as outreach activities that increase public engagement and science literacy among groups that are traditionally underrepresented in chemistry.Efforts to elaborate photoredox-active chromophores based on first row transition metals are challenged by short charge-transfer excited-state lifetimes that preclude bimetallic reactivity. Research in this project proposes to circumvent this issue by combining the chromophore and organometallic reaction center in single coordination complex, opening new avenues to impart selectivity in photoredox catalysis cycles that occur via kinetically facile radical steps. Central to this strategy is the capacity of new pincer complexes to support photolytic cobalt bond activation leading to extrusion of carbon based radicals, which are active for alkylation, fluoroalkylation, and arylation of (hetero)arenes. Substrate directing groups are proposed to shepherd these radicals to specific aryl carbon hydrogen bonds, giving atypical regioselectivity in photochemical Minisci-type homolytic aromatic substitution.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
期刊论文(0)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
SusCHEM: New Redox-Active Pincer Ligands for Sustainable Base Metal Cross Coupling Catalysis
-
批准号:1464852
-
项目类别:Standard Grant
-
资助金额:$28.63万
-
财政年份:2015
-
负责人:Jake Soper
-
依托单位:
CAREER: Redox-Active Ligand-Mediated Multielectron Bond-Making and Bond-Breaking Reactions at Later First-Row Transition Metal Centers
-
批准号:0844693
-
项目类别:Standard Grant
-
资助金额:$61.65万
-
财政年份:2009
-
负责人:Jake Soper
-
依托单位:
国内基金
海外基金
登录
查看更多内容
新型手性Pincer金属催化剂的构建及在抗新冠药物奈玛特韦高效不对称合成中的应用
-
批准号:2023JJ30500
-
项目类别:省市级项目
-
资助金额:--
-
批准年份:2023
-
负责人:杨泽华
-
依托单位:
Pincer配体稳定的金属团簇催化的串联反应研究
-
批准号:22371002
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:50.00万元
-
批准年份:2023
-
负责人:李漫波
-
依托单位:
Pincer配体支撑的三价金(III)配合物:设计、合成及其在含σ键底物催化转化中的应用研究
-
批准号:--
-
项目类别:--
-
资助金额:54万元
-
批准年份:2022
-
负责人:李亭
-
依托单位:
Pincer配体支撑的三价金(III)配合物:设计、合成及其在含σ键底物催化转化中的应用研究........
-
批准号:--
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:54万元
-
批准年份:2022
-
负责人:李亭
-
依托单位:
新型NN2 pincer配体的研制及其促进烷基胺/醇类衍生物的Sonogashira反应研究
-
批准号:22101074
-
项目类别:青年科学基金项目(C类)
-
资助金额:30.0万元
-
批准年份:2021
-
负责人:张兴杰
-
依托单位:
可溶性固有多孔有机聚合物嵌合单分散Pincer仿生催化剂的设计与应用
-
批准号:21908018
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:26.0万元
-
批准年份:2019
-
负责人:王新波
-
依托单位:
CCC型pincer配合物在小分子活化和转化中的应用探索
-
批准号:21871225
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:65.0万元
-
批准年份:2018
-
负责人:张弘
-
依托单位:
含手性磷杂环戊烷的PONOP类Pincer-Pd催化剂的合成及在不对称催化反应中的应用
-
批准号:2018JJ3426
-
项目类别:省市级项目
-
资助金额:--
-
批准年份:2018
-
负责人:杨泽华
-
依托单位:
新型含富电子吲哚骨架Pincer型稀土金属有机配合物设计、合成及性能研究
-
批准号:21871004
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:65.0万元
-
批准年份:2018
-
负责人:王绍武
-
依托单位:
Pincer镍催化惰性卤代烃的选择性胺化反应研究
-
批准号:LQ19B020001
-
项目类别:省市级项目
-
资助金额:--
-
批准年份:2018
-
负责人:姚武冰
-
依托单位: