CAS: Properties and Activation Mechanisms of Mn-hydroperoxo and Mn-alkylperoxo Complexes

CAS:Mn-氢过氧和Mn-烷基过氧配合物的性质和活化机制

基本信息

项目摘要

In this project, funded by the Chemical Structure, Dynamics & Mechanisms B Program of the Chemistry Division, Professor Timothy Jackson of the Department of Chemistry at the University of Kansas is developing and characterizing new manganese-hydroperoxo and manganese-alkylperoxo complexes that mimic important intermediates in several catalysts. The goal of this research is to understand how to control the reactions of these complexes, which could lead to the design of new catalysts. This research will also contribute to a better understanding of biological enzymes that use manganese. Manganese is an earth-abundant metal, and its increased use in catalytic reactions has the potential to mitigate some of the environmental impacts and costs of chemical processes. This project lies at the interface of inorganic and physical chemistry, providing a unique training experience for graduate and undergraduate students. Graduate students associated with this project will gain professional development skills, perform experiments at National Labs, and be involved in disseminating the outcomes of this work through peer-reviewed publications, conference presentations, and public events.Manganese-hydroperoxo complexes are proposed as intermediates in both biological and synthetic systems. Despite the importance of such intermediates, our understanding of the fundamental properties and reactivity of these complexes is in its nascent stages. In this project, a combination of synthetic, kinetic, spectroscopic, and computational methods will be employed to answer the following questions: 1) What are the fundamental physical properties of manganese(III)-hydroperoxo complexes, and how do these properties influence chemical reactivity? 2) Can we control proton and/ or electron delivery to manganese(III)-hydroperoxo and manganese(III)-peroxo complexes to initiate specific decay pathways? 3) Can we manipulate the coordination environment of manganese(III)-alkylperoxo complexes to influence the O-O bond cleavage mechanism? The new knowledge generated from this work will foster a better understanding of manganese enzymes and could yield principles for use in the design of new catalysts.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.
在该项目中,由化学系的化学结构、动力学和机理 B 项目资助,堪萨斯大学化学系的 Timothy Jackson 教授正在开发和表征模拟重要中间体的新型锰-氢过氧和锰-烷基过氧配合物在几种催化剂中。这项研究的目的是了解如何控制这些配合物的反应,这可能有助于设计新的催化剂。这项研究还将有助于更好地了解使用锰的生物酶。锰是一种地球上储量丰富的金属,其在催化反应中的增加使用有可能减轻化学过程的一些环境影响和成本。该项目位于无机化学和物理化学的交叉点,为研究生和本科生提供独特的培训体验。与该项目相关的研究生将获得专业发展技能,在国家实验室进行实验,并通过同行评审的出版物、会议演讲和公共活动参与传播这项工作的成果。锰-氢过氧复合物被提议作为中间体生物系统和合成系统。尽管此类中间体很重要,但我们对这些配合物的基本性质和反应性的理解仍处于初级阶段。 在该项目中,将采用合成、动力学、光谱和计算方法的结合来回答以下问题:1)锰(III)-氢过氧配合物的基本物理性质是什么,以及这些性质如何影响化学反应性? 2)我们可以控制质子和/或电子传递到锰(III)-氢过氧和锰(III)-过氧配合物以启动特定的衰变途径吗? 3)我们可以操纵锰(III)-烷基过氧配合物的配位环境来影响O-O键断裂机制吗?这项工作产生的新知识将促进对锰酶的更好理解,并可能产生用于设计新催化剂的原理。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用基金会的智力优势和更广泛的评估进行评估,被认为值得支持。影响审查标准。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Electronic structure contributions to O–O bond cleavage reactions for Mn III -alkylperoxo complexes
电子结构对 Mn III -烷基过氧配合物 O−O 键断裂反应的贡献
  • DOI:
    10.1039/d3dt01672b
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Brunclik, Samuel A.;Opalade, Adedamola A.;Jackson, Timothy A.
  • 通讯作者:
    Jackson, Timothy A.
{{ 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 }}

Timothy Jackson其他文献

Surgical Site Infections During the Pandemic: The Impact of the “COVID Bundle”
大流行期间的手术部位感染:“新冠病毒包”的影响
  • DOI:
    10.1007/s00268-023-07112-3
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    L. McLoughlin;N. Perlis;K. Lajkosz;A. Boasie;Tariq Esmail;Chantelle Nielson;Natalia Lavrencic;Timothy Jackson;Girish S. Kulkarni
  • 通讯作者:
    Girish S. Kulkarni
University of Birmingham Multiband open-ended resonant antenna based on one ECRLH unit cell structure
伯明翰大学基于 ECRLH 单元结构的多频段开放式谐振天线
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Xiang Gao;Timothy Jackson;Peter Gardner
  • 通讯作者:
    Peter Gardner

Timothy Jackson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('Timothy Jackson', 18)}}的其他基金

Geometric and Electronic Structure Contributions to Bond-breaking and Bond-making Reactions of Mid-valent Manganese-Oxygen Complexes
几何和电子结构对中价锰氧配合物断键和成键反应的贡献
  • 批准号:
    1900384
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 43.78万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SusChEM: Electronic Structure and Reactivity of Peroxo- and Hydroxomanganese Compounds
SusChEM:过氧和羟基锰化合物的电子结构和反应性
  • 批准号:
    1565661
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 43.78万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: Structural and Electronic Contributions to Reactivity in Peroxomanganese(III) Compounds
职业:结构和电子对过氧化锰(III) 化合物反应性的贡献
  • 批准号:
    1056470
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 43.78万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

甲基化激活的HSF4维持结直肠癌干细胞特性的研究
  • 批准号:
    82360556
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    32 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
基于Fokker-Planck方程数值模拟的原子尺度粘滑摩擦热激活特性研究
  • 批准号:
    12302121
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
“嘎嘣脆”受体(GPCR-ABSO)基因编码光动力激活的基本特性研究
  • 批准号:
    31971170
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目
不同刺灸法激活的穴位传入神经元及时间-空间反应特性
  • 批准号:
    81973967
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Role of S-nitrosylated Cx43 in normal cardiac contractility
S-亚硝基化 Cx43 在正常心肌收缩力中的作用
  • 批准号:
    10599329
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 43.78万
  • 项目类别:
Cell-cycle dependent gene transcription through activation of B-Myb
通过激活 B-Myb 进行细胞周期依赖性基因转录
  • 批准号:
    10452505
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 43.78万
  • 项目类别:
Cell-cycle dependent gene transcription through activation of B-Myb
通过激活 B-Myb 进行细胞周期依赖性基因转录
  • 批准号:
    10313815
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 43.78万
  • 项目类别:
Directed Evolution of HIV Broadly Neutralizing Antibodies Using a Novel CRISPR-Engineered B cell in Vitro Affinity Maturation Platform
使用新型 CRISPR 工程 B 细胞在体外亲和力成熟平台定向进化 HIV 广泛中和抗体
  • 批准号:
    10013588
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 43.78万
  • 项目类别:
Directed Evolution of HIV Broadly Neutralizing Antibodies Using a Novel CRISPR-Engineered B cell in Vitro Affinity Maturation Platform
使用新型 CRISPR 工程 B 细胞在体外亲和力成熟平台定向进化 HIV 广泛中和抗体
  • 批准号:
    10115604
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 43.78万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了