Complexity-Building Approaches in Photoassisted Synthesis of Heterocycles

光辅助合成杂环的复杂性构建方法

基本信息

  • 批准号:
    2247411
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 57.5万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-09-01 至 2026-08-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

With the support of the Chemical Synthesis Program in the Division of Chemistry, Professor Andrei Kutateladze of University of Denver is studying the development of new molecular complexity-building methods for the synthesis of organic compounds that possess potentially useful properties. The major thrust of this research is based on photoassisted approaches, i.e. using light as a readily available energy source, allowing for rapid access to complex molecular architectures. Besides the fundamental importance of learning about the interactions of light and matter in the context of synthetic chemistry, the targeted complex heterocycles, i.e. molecules that contain nitrogen, sulfur, or oxygen atoms as a part of a ring, are intentionally designed to resemble alkaloids, an important class of natural products that may possess useful therapeutic properties. Importantly, this award will also support research experiences for undergraduate and graduate students, including those from historically underrepresented groups in science, thereby working toward inclusive excellence in the field of organic chemistry. This research aims to further expand the synthetic photochemistry toolbox, specifically to further develop excited state intramolecular proton transfer (ESIPT)-based photoassisted synthetic reaction cascades. For example, the Kutateladze group is targeting hydrogen atom transfer (HAT) in triplet states, designed to achieve large step-normalized complexity increases in the synthesis of complex heterocyclic molecular architectures. This work will also include a vertical growth in complexity through post-photochemical transformations. Reaction mechanisms and the stereochemistry of these ESIPT-triggered cascades will be investigated to better understand how these transformations achieve their stereo- and regiochemical outcomes. The experimental work will be augmented by computations that have been designed to facilitate solution structure elucidation of the complex heterocyclic products by nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. The newly integrated machine learning-augmented density functional theory (DFT) method for fast and accurate calculations of the NMR parameters will be expanded to explicitly account for the effect of solvents on the predicted spectra. This sub-theme of the proposed research is critical for the success of this project because of the structural complexity of the target molecules. Moreover, further development of this method will likely have broader implications for the structure elucidation of complex organic molecules, in general.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.
在化学合成计划中的支持下,丹佛大学的Andrei Kutateladze教授正在研究合成具有潜在有用特性的有机化合物的新分子复杂性构建方法的发展。这项研究的主要目的是基于光助手方法,即使用光作为易于使用的能源,从而可以快速获取复杂的分子体系结构。除了在合成化学的背景下学习光与物质的相互作用的基本重要性外,有针对性的复杂杂环,即包含氮,硫或氧原子的分子作为环的一部分,是故意设计的,它们是故意设计的,旨在类似于碱性产品的重要类别,具有有用的自然产物。重要的是,该奖项还将支持本科生和研究生的研究经验,包括历史上代表性不足的科学群体的研究经验,从而致力于有机化学领域的包容性卓越。这项研究旨在进一步扩展合成光化学工具箱,特别是为了进一步发展激发态分子内质子转移(ESIPT)基于基于光的光伴侣合成反应级联。例如,Kutateladze组靶向三胞胎状态下的氢原子转移(HAT),旨在实现复杂杂环分子架构的合成中大量的步差要复杂性的提高。这项工作还将包括通过光学化学转化的复杂性垂直增长。将研究这些ESIPT触发的级联反应机理和立体化学,以更好地了解这些转换如何实现其立体和条款化学结果。通过旨在通过核磁共振(NMR)光谱阐明溶液结构阐明溶液结构的计算将增强实验工作。将扩展到快速准确计算NMR参数的新集成机器学习增强的密度功能理论(DFT)方法,以明确说明溶剂对预测光谱的影响。拟议研究的这一子主题对于该项目的成功至关重要,因为目标分子的结构复杂性。此外,这种方法的进一步发展可能会对复杂有机分子的结构阐明具有更广泛的影响。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评估标准的评估值得支持的。

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 }}

Andrei Kutateladze其他文献

Andrei Kutateladze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('Andrei Kutateladze', 18)}}的其他基金

Complexity-building Approaches in Photoassisted Synthesis of Heterocycles
光辅助合成杂环的复杂性构建方法
  • 批准号:
    1955892
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 57.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Excited state intramolecular proton transfer-based photoassisted methodologies to access complex molecular architectures
基于激发态分子内质子转移的光辅助方法来获取复杂的分子结构
  • 批准号:
    1665342
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 57.5万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Azaxylylenes and Quinomethanes in Photoassisted DOS: Experimental and Theoretical Study
光辅助 DOS 中的氮二甲苯和喹诺甲烷:实验和理论研究
  • 批准号:
    1362959
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 57.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Modular Photoassisted Diversity-Oriented Synthesis
模块化光辅助多样性导向合成
  • 批准号:
    1057800
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 57.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Photolabile reporters of molecular recognition: caging, tagging and photoamplification
分子识别的不稳定性报告基因:笼养、标记和光放大
  • 批准号:
    0640838
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 57.5万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Photolabile Scaffolds for Molecular Recognition
用于分子识别的不耐光支架
  • 批准号:
    0314344
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    $ 57.5万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CAREER: Synthetic Methodologies Based on Novel SET-Induced Cleavage in Hydroxyalkyl Dithianes
职业:基于羟烷基二噻烷中新型 SET 诱导裂解的合成方法
  • 批准号:
    9876389
  • 财政年份:
    1999
  • 资助金额:
    $ 57.5万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
NMR Spectroscopy in the Undergraduate Chemistry Laboratories
本科生化学实验室中的核磁共振波谱学
  • 批准号:
    9750803
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    $ 57.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

构件复杂背景下的实景三维古建筑物细节多层次语义提取方法研究
  • 批准号:
    62306107
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
复杂高层建筑结构智能优化与大震安全分析一体化方法
  • 批准号:
    52208185
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
地震易损性快速评估背景下顾及复杂环境遥感图谱和卷积运算效率的建筑物提取方法研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
复杂古木建筑结构倾斜损伤发展机理与控制方法研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目
地震易损性快速评估背景下顾及复杂环境遥感图谱和卷积运算效率的建筑物提取方法研究
  • 批准号:
    42201077
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Approaches to building patient-oriented research capacity and their applications to the transformation of healthcare services and interventions
建立以患者为中心的研究能力的方法及其在医疗保健服务和干预措施转型中的应用
  • 批准号:
    477895
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 57.5万
  • 项目类别:
    Salary Programs
BENCHMARKS: Building a European Network for the Characterisation and Harmonisation of Monitoring Approaches for Research and Knowledge on Soils
基准:建立欧洲网络,以表征和协调土壤研究和知识监测方法
  • 批准号:
    10064786
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 57.5万
  • 项目类别:
    EU-Funded
Building Ethical Resilience Among College Students Using Metacognitive Approaches
使用元认知方法培养大学生的道德韧性
  • 批准号:
    2316101
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 57.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Approaches to building a continuous learning environment for regional languages on Tarama Island, Ryukyu
构建琉球多良间岛地方语言持续学习环境的方法
  • 批准号:
    23K00493
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 57.5万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Complex Systems Approaches to Advance Maternal Health Disparities Research and Prevention: Developing a System Dynamics Simulation Model of Severe Maternal Morbidity among Black Women
促进孕产妇健康差异研究和预防的复杂系统方法:开发黑人妇女严重孕产妇发病率的系统动力学模拟模型
  • 批准号:
    10658690
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 57.5万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了