Organoborane Polymers in Catalysis and Supramolecular Materials Chemistry

有机硼烷聚合物在催化和超分子材料化学中的应用

基本信息

  • 批准号:
    1904791
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 59.37万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2019-09-01 至 2024-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

With this award, the Macromolecular, Supramolecular and Nanochemistry Program in the Division of Chemistry is funding Professor Frieder Jaekle of the Department of Chemistry at Rutgers University-Newark to explore catalytic properties of a new class of polymers that contain the chemical element boron. Artificial polymers are plastic materials consisting of many repeating molecules that are joined together by carbon-carbon bonds. Polymers benefit our society in many different ways (e.g., light-weight, easy to manufacture, and durable) and so they have become a part of everyday life. An important goal in the field of polymer science is to generate plastic materials that can be readily recycled - and this includes reshaping the materials during heat or pressure treatments. This work addresses a unique class of polymers associated with boron starting materials, instead of the usual carbon-based polymers. Boron polymers provide excellent building blocks for construction of 'smart' materials that change their original properties when exposed to external stimuli such as light, heat, pressure or chemical compounds. They may provide plastics that are more recyclable than current carbon-based materials. The project contributes to the training of a diverse group of students in a highly interdisciplinary research environment. Dr. Jaekle and his group participate in high school outreach activities and efforts at maintaining and expanding access to a polymer and nanomaterials characterization facility at Rutgers-Newark (PolyRUN).The research team is preparing new organoborane polymers, studying their properties, and pursuing diverse applications. In the first goal, polymeric Lewis acids and 'frustrated' Lewis pairs (FLPs) are developed as supported catalysts. Tailor-made and sterically hindered, yet highly electron-deficient, triarylboranes are modified with polymerizable groups and subjected to copolymerization with monomers that feature Lewis base groups and/or substituents that facilitate polymer recovery. The copolymers are investigated in metal-free catalysis reactions such as hydrogenation and hydrosilylation of imines, aldehydes and ketones. The second goal of this work focuses on the preparation of polymers with less sterically hindered organoboranes as building blocks for supramolecular materials. When combined with Lewis base-functionalized polymers, these blocks reversibly form classical Lewis pairs as crosslinks of transient polymer networks. The last goal concentrates on the mechanochromic and stimuli-responsive properties of organoborane polymers and the synthesis of B-N analogs of polystyrene (azaborine polymers). The chemistry in this work is highly transformative with a strong potential to lead to novel materials with new functions and a breadth of applications.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.
通过该奖项,化学系的大分子,超分子和纳米化学计划是资助罗格斯大学 - 纽瓦克化学系教授弗里德·贾克勒(Frieder Jaekle),以探索新的聚合物的催化性能,这些聚合物含有化学元素硼。 人造聚合物是由许多重复分子组成的塑料材料,这些分子与碳碳键一起连接在一起。 聚合物以许多不同的方式(例如,轻巧,易于制造和耐用)使我们的社会受益,因此它们已成为日常生活的一部分。 聚合物科学领域的一个重要目标是生成可以很容易回收的塑料材料 - 这包括在热或压力处理过程中重塑材料。 这项工作介绍了与硼原材料相关的一类独特的聚合物,而不是通常的基于碳的聚合物。 硼隆聚合物为建造“智能”材料的构建提供了出色的基础,这些材料在暴露于外部刺激(例如光,热,压力或化合物)时会改变其原始特性。 它们可以提供比当前碳基材料更可回收的塑料。 该项目为在高度跨学科的研究环境中培训一群学生。 Jaekle博士及其小组参加了高中外展活动以及在Rutgers-Newark(Polyry)(Polyry)维护和扩大获得聚合物和纳米材料表征的访问和努力的努力。研究团队正在准备新的有机物质聚合物,研究他们的财产,并追求多样化的多样性申请。 在第一个目标中,聚合物路易斯酸和“沮丧”的刘易斯对(FLP)是作为支持的催化剂而开发的。 量身定制的,且缺乏电子高度的三级硼烷通过聚合基团进行了修饰,并与具有刘易斯基碱基基组和/或取代基的单体进行了共聚,并与聚合物恢复的单体进行了共聚。 在无金属催化反应中研究了共聚物,例如亚胺,醛和酮的氢化和氢化硅烷化。 这项工作的第二个目标集中于制备与超分子材料的基础,以较少的空间阻碍的有机菜素的组合。当与刘易斯底官能化聚合物结合使用时,这些块可逆地形成经典的路易斯将作为瞬态聚合物网络的交联。 最后一个目标集中在有机烷聚合物的机械颜色和刺激响应特性上,以及聚苯乙烯(阿扎巴林聚合物)B-N类似物的合成。 这项工作的化学反应具有很高的变革性,具有强大的潜力,可以通过新功能和广度应用进行新的材料。该奖项反映了NSF的法定任务,并被认为是值得通过基金会的知识分子和更广泛影响的评估来评估值得支持的。标准。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Tailored Triarylborane Polymers as Supported Catalysts and Luminescent Materials
  • DOI:
    10.1021/acs.macromol.0c02258
  • 发表时间:
    2020-12-08
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Lin, Huina;Patel, Shivani;Jakle, Frieder
  • 通讯作者:
    Jakle, Frieder
Tris(pyridyl)borates: an emergent class of versatile and robust polydentate ligands for catalysis and materials applications
三(吡啶基)硼酸盐:一类新兴的多功能且强大的多齿配体,用于催化和材料应用
  • DOI:
    10.1039/d3dt01665j
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    McQuade, James;Jäkle, Frieder
  • 通讯作者:
    Jäkle, Frieder
Controlling the aggregation and assembly of boron‐containing molecular and polymeric materials
  • DOI:
    10.1002/agt2.149
  • 发表时间:
    2022-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    18.8
  • 作者:
    Daisuke Shimoyama;F. Jäkle
  • 通讯作者:
    Daisuke Shimoyama;F. Jäkle
Ring-Opening Metathesis Polymerization of the Dewar Isomer of 1,2-Azaborinine, a B–N Isostere of Benzene
1,2-氮杂硼烷(苯的 B−N 电子等排体)的杜瓦异构体的开环易位聚合
  • DOI:
    10.1021/acsmacrolett.3c00601
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.015
  • 作者:
    Lin, Huina;Yang, Xinyu;Liu, Shih-Yuan;Jäkle, Frieder
  • 通讯作者:
    Jäkle, Frieder
Main group functionalized polymers through ring-opening metathesis polymerization (ROMP)
  • DOI:
    10.1016/j.polymer.2022.124739
  • 发表时间:
    2022-03-18
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    McQuade, James;Serrano, Mya I.;Jakle, Frieder
  • 通讯作者:
    Jakle, Frieder
{{ 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 }}

Frieder Jaekle其他文献

安定なカチオン性三配位ホウ素ビルディングユニットの合成と物性
稳定阳离子三配位硼结构单元的合成及物理性能
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    安達 洋平;Frieder Jaekle;大下浄治
  • 通讯作者:
    大下浄治
Frontiers in Transition MetalContaining Polymers. Herausgegeben von Alaa S. Abd-El-Aziz und Ian Manners.
含过渡金属聚合物的前沿。
  • DOI:
    10.1002/ange.200785496
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Frieder Jaekle
  • 通讯作者:
    Frieder Jaekle
三価ホウ素とジチエノシロール/ゲルモールをビルディングユニットとする新規D-A型共役系ポリマー
以三价硼和二噻吩并噻咯/germol为结构单元的新型D-A型共轭聚合物
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    安達洋平;大山陽介;Frieder Jaekle;大下浄治
  • 通讯作者:
    大下浄治

Frieder Jaekle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('Frieder Jaekle', 18)}}的其他基金

Organoborane Polymers and Supramolecular Materials
有机硼烷聚合物和超分子材料
  • 批准号:
    2404215
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 59.37万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Boron-Functionalized pi-Conjugated Materials with Tailored Properties
具有定制特性的硼功能化π共轭材料
  • 批准号:
    2247211
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 59.37万
  • 项目类别:
    Standard Grant
MRI: Acquisition of a High-Resolution Mass Spectrometer for Research in Chemical Synthesis, Materials, and Biological Sciences
MRI:购买高分辨率质谱仪用于化学合成、材料和生物科学研究
  • 批准号:
    2215975
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 59.37万
  • 项目类别:
    Standard Grant
MRI: Acquisition of a Single Crystal X-ray Diffractometer
MRI:获取单晶 X 射线衍射仪
  • 批准号:
    2018753
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 59.37万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Functionalizing Polyaromatic Materials with Boranes and Borenium Ions
用硼烷和硼离子功能化聚芳族材料
  • 批准号:
    1954122
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 59.37万
  • 项目类别:
    Standard Grant
US-Japan Workshop on Advances in Organic/Inorganic Hybrid Materials
美日有机/无机杂化材料进展研讨会
  • 批准号:
    1747702
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 59.37万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Borane Modification of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons
多环芳烃的硼烷改性
  • 批准号:
    1664975
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 59.37万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
SusCHEM: Supramolecular Assembly and Catalysis Applications of Organoborane Polymers
SusCHEM:有机硼烷聚合物的超分子组装和催化应用
  • 批准号:
    1609043
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 59.37万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Conjugated Hybrids: Functionalization of Polyaromatic and Pi-Conjugated Systems with Group 13 Elements
共轭杂化物:具有 13 族元素的聚芳烃和 Pi 共轭系统的功能化
  • 批准号:
    1362460
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 59.37万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SusChEM: Polymer-Supported Frustrated Lewis Pair (FLP) Catalysis
SusChEM:聚合物支持的受阻路易斯对 (FLP) 催化
  • 批准号:
    1308517
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 59.37万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

过渡金属配合物-聚合物复合体系提升协同催化效率
  • 批准号:
    22371063
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
缺陷碳耦合单原子Fe-N-C催化剂活化质子助力高温聚合物电解质膜燃料电池
  • 批准号:
    22302035
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
有机聚合物半导体光催化剂用于光催化二氧化碳还原研究
  • 批准号:
    22311540011
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    20 万元
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
双金属活性中心C2N聚合物电催化剂设计制备及其催化机理研究
  • 批准号:
    52373205
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
精准调控卟啉聚合物基氧还原电催化剂微环境及构效关系研究
  • 批准号:
    52373187
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Catalytically Generated Amidyl Radicals for Site-Selective Intermolecular C-H Functionalization
催化生成酰胺自由基用于位点选择性分子间 C-H 官能化
  • 批准号:
    10679463
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 59.37万
  • 项目类别:
Crosslinked Polymers for Heterogeneous Catalysis
用于多相催化的交联聚合物
  • 批准号:
    558027-2021
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 59.37万
  • 项目类别:
    Postdoctoral Fellowships
Tuning PARP-1 retention and release on DNA breaks
调节 DNA 断裂时 PARP-1 的保留和释放
  • 批准号:
    10363534
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 59.37万
  • 项目类别:
Organic Photoredox Catalysts for Synthetic Method Development
用于合成方法开发的有机光氧化还原催化剂
  • 批准号:
    10546507
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 59.37万
  • 项目类别:
Robust Sequence-defined Nanocages with Protein-mimetic Cavities
具有蛋白质模拟空腔的鲁棒序列定义纳米笼
  • 批准号:
    10657722
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 59.37万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了