ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
Интеллектуальная Система Тематического Исследования НАукометрических данных |
||
Современная химия широко использует кислоты Льюиса, в том числе и с хиральными лигандами, а также органические катализаторы для асимметрического синтеза. Цель данного проекта - найти способ иммобилизации таких катализаторов для их многократного использования, а также попытаться объединить их действие с целью создания эффективных и регенирируемых катализаторов, обладающих кооперативным воздействием на субстрат и реагент. В проекте предполагается использовать реакции, для которых уже получены продукты с высокой энантиоселективностью (реакции Михаэля, Пудовика, Генри, Фриделя-Крафтса и др.), а так же реакции для которых асимметрический вариант не был осуществлен или продукты образовывались с невысокой энантиоселективностью (например, реакция Штеттера). В отличие от бифункционального катализа, который часто требует синтеза довольно сложных молекул и их скринига, кооперативный катализ может быть осуществлен достаточно простыми молекулами, которые будут селективно активировать субстрат и реагент. Естественно, что главной проблемой является необходимость отсутствия их взаимодействия, приводящего к взаимной дезактивации. Другой проблемой является осуществление такой иммоблизации, которая не приводит к резкому уменьшению скорости реакции или понижению энантиомерной чистоты продукта.
Основной задачей данного проекта являлось создание новых иммобилизованных каталитических систем многократного использования для энантиоселективных превращений. Для её решения нами были получены необходимые полимерные матрицы – полимер Меррифилда, содержащий азидо-группу, и полиэтиленгликоль с Мw = 5000 Да, также содержащий либо азидо-группу, либо тройную связь. Далее был осуществлён синтез хиральных i-PrBOX- и PhPyBOX-лигандов, производных (R)-1,1’-бинафталин-2,2’-диола (БИНОЛа) и L-пролина, имеющих в своём составе или заместитель с тройной связью, или азидо-группу. Ключевой стадией создания иммобилизованных каталитических систем явилось Cu(I) катализируемое алкин-азид-циклоприсоединение (“click”-методология), в результате которого произошла “сшивка” полимерной и хиральной частей лигандов и катализаторов. В результате были синтезированы иммобилизованные на полимерный носитель хиральные i-Pr-BOX- и Ph-PyBOX-лиганды, комплексы которых с кислотами Льюиса проявили достаточно высокую каталитическую активность в реакциях Фриделя-Крафтса индолов с арилиденмалонатами, пируватами, этоксикарбонилкумарином и в реакции присоединения фенилацетилена к бензилиденанилину. Были получены иммобилизованные на полимеры хиральные органокатализаторы – БИНОЛ-фосфорные кислоты и производное L-пролина. Первые проявили высокую каталитическую активность в реакциях Пудовика, восстановлении кетиминов эфиром Ганча и бензилировании N-тозилбензилиденимина 2,6 лутидином, второй оказался весьма эффективен в энантиоселективном присоединении алифатических альдегидов к азодикарбоксилатам. Нами показано, что в большинстве случаев полученные каталитические системы можно использовать многократно без уменьшения выходов и энантиоселективности по крайней мере в 3-5 циклах. Был разработан метод получения наночастиц золота, иммобилизованных на импрегнированный этилендиамином активированный уголь. Полученная каталитическая система показала высокую эффективность в восстановлении нитроароматических соединений молекулярным водородом, а также способность к повторному использованию в 5 циклах. Таким образом, нам удалось впервые иммобилизовать привилегированные лиганды и органокатализаторы, осуществить каталитические асимметрические реакции в их присутствии с высоким выходом, показать возможность их рециклизации и в ряде реакций получить энантиоселективность до 92-94% ee.
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. | Иммобилизованные органические и металлокомплексные катализаторы и их кооперативное действие в асимметрических реакциях образования связи углерод – углерод и углерод – гетероатом |
Результаты этапа: Получены полимерные матрицы, содержащие концевые азидо-группы. Осуществлен синтез хиральных ВОХ и РуВОХ лигандов, содержащих заместитель с тройной связью. Осуществлена иммобилизация хиральных ВОХ лигандов на полимерные матрицы. Для иммобилизованных на полимерную матрицу ВОХ лигандов получен и охарактеризован всеми доступными методами (ИК-спектроскопия, ICP-MC, элементный анализ) комплекс с трифлатом меди. Показана каталитическая активность и рециклизация полимерного комплекса (полимерной кислоты Льюиса) в реакции алкилирования индола (привелигированного гетероцикла, фрагмента большого числа лекарственных препаратов и природных продуктов) арилиденмалонатами (реакция Фриделя-Крафтса). Осуществлен синтез (R)(+)-BINOL, содержащего ацетиленовые группы. Осуществлена иммобилизация синтезированного производного (R)(+)-BINOL на полимерную матрицу, содержащую концевые азидо-группы и синтезирована соответствующая иммобилизованная BINOL-фосфорная кислота. На модельной реакции Пудовика дана оценка эффективности иммобилизованной BINOL-фосфорной кислоты (выход продукта и его энантиомерная чистота) и способности к регенерации и многократному использованию. | ||
2 | 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. | Иммобилизованные органические и металлокомплексные катализаторы и их кооперативное действие в асимметрических реакциях образования связи углерод – углерод и углерод – гетероатом |
Результаты этапа: Полученный на предыдущем этапе комплекс иммобилизованного на полимер Меррифилда i-PrBOX-лиганда с Cu(OTf)2 был далее исследован в энантиселективной реакции Фриделя-Крафтса индолов с арилиденмалонатами. Показано, что данная каталитическая система эффективна и в случае замещённых индолов и 4-бром- и 4-нитробензилиденмалонатов и приводит к соответствующим продуктам с достаточно высокими выходами (69-99%) и энантиомерными избытками (77-97%). Иммобилизованный на полимер Меррифилда i-PrBOX-лиганд с Cu(OTf)2 был применён в реакциях индола с арилиденпируватами и 3-этоксикарбонилкумаринами. Хотя в ряде случаев выходы были достаточно высоки, энантиоселективность реакций при этом не превышала 49 % ee. Из транс-4-гидрокси-L-пролина был синтезирован силиловый эфир диарилпролинола (Ar = 3,5-(CF3)2Ph), содержащий заместитель с тройной связью. Далее с помощью “click”-реакции с азидным производным полимера Меррифилда осуществлена иммобилизация привилегированного органокаталиазтора. Полученный полимерный катализатор показал высокую активность и энатиоселективность в присоединении алифатических альдегидов к азодикарбоксилатам с возможностью повторного использования по крайней мере в 3 циклах. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".