EnglishSvenskaNorsk
Change search
ExportLink to record
Permanent link

Direct link
BETA

Project

Project type/Form of grant
Project grant
Title [sv]
Att se klart där andra inte kan - röntgenstrålar avslöjar C-H-aktiveringskatalysatorers födelse och hur de fungerar
Title [en]
Seeing clear where others can’t – X-rays uncover the birth of C-H activation catalysts and how they function
Abstract [sv]
Att kunna omvandla molekyler är en dröm för människan. Om vi vet hur vi ska göra kan vi ta fram nya läkemedel som kan bota oss från sjukdomar som hittills har varit omöjliga att behandla, vi kan göra nya energikällor tillgängliga eller vi kan tillverka nya lättviktsmaterial. Detta är särskilt attraktivt när vi har stora mängder av molekylerna, när de är billiga. Men ofta är sådana molekyler mycket svåra att omvandla. Anledningen är enkel. De är rikligt förekommande eftersom de inte vill reagera, eftersom de kemiska bindningar som håller dem samman är så starka att de inte lätt kan brytas. Kolväten är sådana molekyler och metan är ett bra exempel. Vi har stora mängder av det i naturlig olja och gas. Men det är en av de mest stabila molekylerna i världen. Metanbindningarna är mycket starka och det begränsar för närvarande den kemiska industrins intresse för metan och andra kolväten. Hur kan vi bryta bindningarna mellan kol och väte?Det finns ett knep. Tricket är att använda metallkatalysatorer. Katalysatorn gör att bindningarna mellan kol och väte bryts lätt och utan stora mängder energi. Vi vet att detta trick fungerar eftersom kemister för många decennier sedan har upptäckt material som gör detta trick. Men vi vet inte hur tricket fungerar. Det är här vi kommer in i bilden: Vi vill lära oss hur detta trick fungerar.Att förstå tricket är en utmaning eftersom vi måste titta på hur atomer och elektroner rör sig i bindningarna. Detta är svårt eftersom atomer och elektroner rör sig inom några miljondelar av en miljarddels sekund och vi tror att vi har en lösning. Vi kommer att använda stora röntgenmaskiner som MAX IV-maskinen i Lund för att observera bindningarna med korta blixtar av röntgenljus. Vi vill förstå tricket och hjälpa våra kemiska och farmaceutiska industrier att kontrollera tricket. Detta kommer att bidra till att skapa nya molekyler för nya läkemedel och nya material för våra samhällen.
Abstract [en]
C-H bond activation, or the breaking of carbon-hydrogen bonds, is the essential first step in the transformation of C-H bonds into chemical groups with targeted function. Activating C-H bonds, however, requires catalysts as the bonds are strong, non-polar and inert. Photochemical C-H activation with metal-hydride complexes has been discovered decades ago but controlling their catalysis has been difficult because mechanistic understanding has been scarce due to a lack of suitable probes. The aim of this proposal is to use time-resolved X-ray spectroscopy to uncover hitherto inaccessible information on the mechanisms of photochemical C-H activation with homogeneous metal-hydride catalysts. With metal-specific X-ray spectroscopy we will follow in real time of the reactions how the catalyst becomes reactive and how it cleaves C-H bonds in hydrocarbons from solution. Postdocs will work on this project with me, my group, and my theory collaborators over a time period of four years. Addressing the metal-specific electronic structure as a function of time is a new way of determining reactivity at the ultimate quantum-mechanical level of orbital interactions. This informs strategies for chemical synthesis and theoretical predictions for new C-H activation catalysts. Ensuing solutions for the production of high-value chemicals help building the foundations for circular carbon economies, balanced carbon cycles in materials production, new routes to polymerization and pharmaceuticals.
Principal InvestigatorWernet, Philippe
Lundberg, Marcus
Guo, Meiyuan
Coordinating organisation
Uppsala University
Funder
Period
2025-01-01 － 2028-12-31
Identifiers
DiVA, id: project:9301Project, id: 2024-05246_VR

Search in DiVA

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
v. 2.47.0
|
WCAG
|
Stockholm University Library
|
DiVA portal
|
DiVA Contact
|
DiVA Log in