All
All

What are you looking for?

All
Results
Organizations

Quick search

  • Projects supported by TA ČR
  • Excellent projects
  • Projects with the highest public support
  • Current projects

Smart search

  • That is how I find a specific +word
  • That is how I leave the -word out of the results
  • “That is how I can find the whole phrase”

Off-diagonal thermodynamics and its connection with other factors as a route to predictable selectivity in C-H bond cleavage

Project goals

Despite the boom in the development of syntheses based on the cleavage of aliphatic C-H bonds, there is a lack of quantitatively predictive and easily applicable theory to guide chemists in designing new efficient synthetic routes. Regardless of advances in theory, most are devoted to rationalizing experiments and/or exploring the mechanistic richness of coupled proton- and electron-transfer reactions, including C-H bond cleavage. In the project, we will develop a theory together with a methodology enabling high-fidelity predictions of H-atom abstraction selectivity based on recently discovered (experimentally and computationally achievable) off-diagonal thermodynamic factors – frustration and asynchronicity. Toward this goal, it is crucial to elucidate (i) the physical origin of their variable predominance in different reaction sets, (ii) their variable coupling with other (non-thermodynamic) factors affecting reactivity, and (iii) chemical strategies for efficient tuning of catalysts to perform functionalization of C −H bonds with unequivocal selectivity.

Keywords

reaction selectivitydiagonal and off-diagonal thermodynamicsfrustrationasynchronicitythermodynamic relationsadiabatic couplingtunnelingC-H bond cleavagecoupled electron/proton transferreaction designquantum chemical calculations

Public support

  • Provider

    Czech Science Foundation

  • Programme

    Standard projects

  • Call for proposals

    SGA0202400001

  • Main participants

    Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v. v. i.

  • Contest type

    VS - Public tender

  • Contract ID

    24-11247S

Alternative language

  • Project name in Czech

    Mimodiagonální termodynamika a její spojení s dalšími faktory jako cesta k předvídatelné selektivitě při štěpení C-H vazeb

  • Annotation in Czech

    Navzdory boomu ve vývoji syntéz založených na štěpení alifatických vazeb C-H chybí kvantitativně prediktivní a snadno aplikovatelná teorie, která by chemiky vedla při navrhování nových účinných syntetických cest. Přes pokroky v teorii je většina z toho věnována racionalizaci experimentů a/nebo zkoumání mechanistické bohatosti reakcí s přenosem protonů a elektronů, včetně štěpení C-H vazeb. V projektu budeme vyvíjet teorii spolu s metodologií umožňující vysoce věrné predikce selektivity abstrakce H-atomů na základě nedávno objevených (experimentálně a výpočtově dosažitelných) mimodiagonálních termodynamických faktorů – frustrace a asynchronicity. K tomuto cíli je klíčové objasnit (i) fyzikální původ jejich variabilní převahy v různých reakčních souborech, (ii) jejich proměnlivé spojení s jinými (netermodynamickými) faktory přispívající k reaktivitě a (iii) chemické strategie pro efektivní ladění katalyzátorů, které budou provádět funkcionalizaci C−H vazeb s jednoznačnou selektivitou.

Scientific branches

  • R&D category

    ZV - Basic research

  • OECD FORD - main branch

    10403 - Physical chemistry

  • OECD FORD - secondary branch

  • OECD FORD - another secondary branch

  • CF - Physical chemistry and theoretical chemistry

Solution timeline

  • Realization period - beginning

    Jan 1, 2024

  • Realization period - end

    Dec 31, 2026

  • Project status

    B - Running multi-year project

  • Latest support payment

    Mar 28, 2024

Data delivery to CEP

  • Confidentiality

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

  • Data delivery code

    CEP25-GA0-GA-R

  • Data delivery date

    Feb 21, 2025

Finance

  • Total approved costs

    9,668 thou. CZK

  • Public financial support

    9,668 thou. CZK

  • Other public sources

    0 thou. CZK

  • Non public and foreign sources

    0 thou. CZK

Basic information

Recognised costs

9 668 CZK thou.

Public support

9 668 CZK thou.

100%


Provider

Czech Science Foundation

OECD FORD

Physical chemistry

Solution period

01. 01. 2024 - 31. 12. 2026