Projekti / Programi
Ligandi s tzNHC strukturo v organokovinski kemiji in homogeni katalizi: tvorba vezi C-C in C-N v vodi
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 1.04.04 |
Naravoslovje |
Kemija |
Organska kemija |
| Koda |
Veda |
Področje |
| P395 |
Naravoslovno-matematične vede |
Kemija organokovinskih spojin |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 1.04 |
Naravoslovne vede |
Kemija |
Sinteza; kataliza; tvorba vezi C-C in C-N; kovine prehoda; organokovinske spojine, zelena kemija
Raziskovalci (6)
Organizacije (2)
Povzetek
Glavni cilj tega projekta je razvoj novega tipa katalizatorjev na osnovi Py-tzNHC ligandov (glej spodaj), ki se bodo glede na do sedaj znane odlikovali po izjemni robustnosti, topnosti v vodi in termični stabilnosti. Ti katalizatorji bodo primerni za številne s paladijem katalizirane reakcije pripajanja, ki jih bo mogoče učinkovito in z nizkimi količinami izvajati v vodnem mediju pod aerobnimi pogoji. Rezultati tega projekta bodo imeli pomemben vpliv na razvoj industrijskih katalitskih procesov.
Razvili bomo nove komplekse kovin prehoda z ligandi, ki bazirajo na s piridinom funkcionaliziranih 1,2,3-triazol-5-iliden–N-heterocikličnih karbenih (Py-tzNHC). To bo nadgradnja obstoječih sistemov v trajnostni in visokoučinkoviti homogeni katalizi. Pripravili bomo knjižnice homolognih in izomernih Py-tzNHC ligandov in preučili njihove možnosti koordinacije na kovine prehoda, s poudarkom na paladiju(II). Poleg že znane bis-bidentatne Pd(Py-tzNHC)2 koordinacije, o kateri smo poročali pred kratkim, bomo raziskovali možne oblike mono-bidentatne koordinacije Pd(Py-tzNHC) in različnih sistemov tipa Pd(Py-tzNHC)x. Pripravljene derivate bomo uporabili kot (pred)katalizatorje za Sonogashirovo, Heckovo, Suzuki-Miyaura in Buchwald-Hartwigovo reakcijo. Za vsako od reakcij bomo eksperimentalno in teoretično raziskali katalitski mehanizem. To bodo prve (sistematične) raziskave paladijevih kompleksov s piridinom funkcionaliziranih tzNHC. Omogočile bodo poglobljeno znanje o povezavi med strukturo in aktivnostjo novih i-PEPPSI (»internal pyridine-enhanced precatalyst preparation stabilization and initiation”) kompleksov, kar je ključnega pomena pri oblikovanju katalizatorjev s široko in splošno uporabo na industrijskem nivoju pri reakcijah pripajanja. Naši preliminarni rezultati kažejo, da bodo Pd(Py-tzNHC)x spojine bistveno bolj stabilne in obstojne proti oksidativnim in hidrolitskim pogojem od vseh do sedaj znanih katalizatorjev. Kažejo tudi, da bodo ti kompleksi primerni za izvajanje reakcij pripajanja pod aerobnimi pogoji, v vodi kot edinem topilu, že v zelo nizkih količinah. Izbrane spojine, ki bodo rezultat tega projekta, bomo preučili kot potencialne protirakave in protimikrobne učinkovine.
Pomen za razvoj znanosti
Več kot 90% industrijskih procesov za pripravo materialov, vsestransko uporabnih v vsakdanjem življenju, temelji na katalizi. Naraščajoče potrebe sodobnega sveta po novih tehnologijah in produktih zahtevajo pospešen razvoj novih naprednih katalitskih sistemov. V okviru predlaganega projekta bomo z razvojem novih katalizatorjev v svetovni bazi znanja zbrali, uredili in sistematizirali nove zakonitosti in dognanja s področja strukturne kemije in katalitskih ter bioloških procesov organokovinskih kompleksov. S pomočjo modernih interdisciplinarnih metod, ki omogočajo natančen vpogled v katalitske procese, bomo raziskovali reakcijske mehanizme. Dognanja bodo vodila do novih, učinkovitih in okolju prijaznih katalitskih sistemov.
Pomen za razvoj Slovenije
Temeljne raziskave s področja naravoslovja predstavljajo enega najpomembnejših procesov razvoja sodobnega gospodarstva in družbe. Rezultati raziskav tega projekta bodo nudili podporo pri razvoju novih tehnologij in produktov, zlasti v farmacevtski industriji. Dejstvo, da nameravamo razviti povsem novo generacijo katalizatorjev, ki bodo od dosedaj znanih veliko bolj učinkoviti in bodo omogočali posamezne kemijske transformacije pod okoljsko in ekonomsko vzdržnimi pogoji, v vodi, bo imelo viden doprinos sodobni družbi. Med drugim naj omenimo možnost zamenjave klasičnih organskih topil v kemijski industriji z vodo, kar bo vplivalo na manjšo obremenitev okolja.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Vmesno poročilo,
zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Vmesno poročilo,
zaključno poročilo
