Reakce s přenosem protonu studované pomocí NMR spektroskopie a pokročilých kvantově chemických výpočtů
Cíle projektu
Reakce s přenosem protonu jsou všudypřítomné v přírodě a jsou klíčové pro mnoho chemických procesů a pro intermolekulární interakce. Příkladem je krystalové inženýrství vícesložkových farmaceutických pevných látek, jako jsou soli a kokrystaly, které se liší polohou protonu. Rozlišit mezi těmito dvěma krystalickými formami je zásadní, protože mohou vykazovat odlišné fyzikálně-chemické a farmakokinetické vlastnosti. Jsou zapotřebí nové experimentální a výpočetní metody pro určení polohy atomů vodíku a pro pochopení souhry mezi molekulární strukturou a přenosem protonů. Navrhujeme vyvinout metody pro stanovení poloh protonů ve vícesložkových materiálech na základě NMR experimentů v pevné fázi, vyvinout metodu pro stanovení volné energie H-vazby na základě změn pKA vyvolaných přítomností vazebného partnera a aplikovat reakce s přenosem protonů pro získání nových poznatků o mechanismu a energetice vodíkové vazby. Experimenty budou doplněny výpočty, které budou zahrnovat jaderné kvantové efekty, jako je delokalizace protonů.
Klíčová slova
NMR spectroscopyproton transferhydrogen bondingquantum-chemical computations
Veřejná podpora
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
Program
Standardní projekty
Veřejná soutěž
SGA0202200004
Hlavní účastníci
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR, v. v. i.
Druh soutěže
VS - Veřejná soutěž
Číslo smlouvy
22-15374S
Alternativní jazyk
Název projektu anglicky
Proton transfer reactions studied by NMR spectroscopy and advanced quantum-chemical calculations
Anotace anglicky
Proton transfer reactions are ubiquitous in nature and are central to many chemical processes and for intermolecular interactions. An illustrative example is crystal engineering of multicomponent pharmaceutical solids, such as salts and cocrystals, which differ in the position of H atom. The distinction between these two crystalline forms is crucial because they may exhibit different physicochemical and pharmacokinetic performances. New experimental and computational methods for positioning H atoms and for understanding the interplay of molecular structure and proton transfer are needed. We propose to develop methods for the determination of H-atom positions in multicomponent materials based on solid-state NMR experiments, to develop a method for the determination of free energy of H-bonding based on pKA changes induced by a binding partner and to apply proton-transfer reactions for gaining new insights into the mechanism and energetics of H-bonding. The experiments will be complemented with computations that will include nuclear quantum effects, such as proton delocalization.
Vědní obory
Kategorie VaV
ZV - Základní výzkum
OECD FORD - hlavní obor
10301 - Atomic, molecular and chemical physics (physics of atoms and molecules including collision, interaction with radiation, magnetic resonances, Mössbauer effect)
OECD FORD - vedlejší obor
10403 - Physical chemistry
OECD FORD - další vedlejší obor
30104 - Pharmacology and pharmacy
CEP - odpovídající obory
(dle převodníku)BE - Teoretická fyzika
CF - Fyzikální chemie a teoretická chemie
FR - Farmakologie a lékárnická chemie
Termíny řešení
Zahájení řešení
1. 1. 2022
Ukončení řešení
31. 12. 2024
Poslední stav řešení
—
Poslední uvolnění podpory
28. 3. 2024
Dodání dat do CEP
Důvěrnost údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Systémové označení dodávky dat
CEP25-GA0-GA-R
Datum dodání záznamu
12. 3. 2025
Finance
Celkové uznané náklady
5 734 tis. Kč
Výše podpory ze státního rozpočtu
5 178 tis. Kč
Ostatní veřejné zdroje financování
156 tis. Kč
Neveřejné tuz. a zahr. zdroje finan.
0 tis. Kč
Základní informace
Uznané náklady
5 734 tis. Kč
Statní podpora
5 178 tis. Kč
90%
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
OECD FORD
Atomic, molecular and chemical physics (physics of atoms and molecules including collision, interaction with radiation, magnetic resonances, Mössbauer effect)
Doba řešení
01. 01. 2022 - 31. 12. 2024