Projekti / Programi
01. januar 1999
- 31. december 2003
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 1.04.00 |
Naravoslovje |
Kemija |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| P390 |
Naravoslovno-matematične vede |
Organska kemija |
kemija halogen-substituiranih organskih molekul; halogeniranje; fluoriranje; kinetika organskih reakcij; aktivacijski parametri; N-F reagenti; CsSO4F; XeF2, perfluoro topila
Raziskovalci (6)
Organizacije (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Razisk. organizacija |
Kraj |
Matična številka |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
0106 |
Institut "Jožef Stefan" |
Ljubljana |
5051606000 |
90.742 |
Povzetek
Raziskave v okviru predloženega programa predstavljajo nadaljevanje raziskav na področju kemije halogen substituiranih organskih molekul . Jedro programske skupine ima na tem področju že preko petindvajset letno tradicijo in si je z rezultati svojih raziskav pridobila pomemben mednarodni ugled. Naša pozornost bo usmerjena na poglobljen študij reakcij halogeniranja organskih molekul , vplivov halogenskega (predvsem fluorjevega) atoma na transformacije halogen substituiranih organskih molekul in aplikacije halogen (predvsem fluoro) substituiranih organskih molekul. V okviru prvega sklopa bomo raziskovali vplive strukture reagenta, substrata in reakcijskih pogojev (topilo, temperatura, katalizator...) na potek halogeniranja organskih molekul. Molekule X-L predstavljajo pomemben razred reagentov za milo uvedbo halogenov v organske molekule. Spreminjanje ligandnega dela L vpliva na reaktivnost reagenta na eni strani ter prispeva k razumevanju poteka halogeniranja org. molekul na drugi. Reaktivnost X-L reagenta ter vlogo halogena in ligandnega dela bomo raziskovali tako, da bomo študirali pretvorbe izbranih modelnih molekul, pomembne informacije o poteku halogeniranj pa bomo dobili z meritvami kinetskih (red reakcije, konstante reakcijskih hitrosti, konstante reakcije...) in termodinamskih aktivacijskih parametrov študiranih reakcij. Poseben povdarek bomo posvetili skupini F-L reagentov za milo in selektivno uvedbo fluorovega atoma v organske molekule: ksenonov difluorid, cezijev fluoroksi sulfat in skupini F-N reagentov ( derivatom N-F substituiranega trietilendiamina, N-F piridinijevim solem in N-F sulfon aminom) in njihovim reakcijam z alkeni ( fenilsubstituirani alkeni, biciklieni alkeni, cikloalkeni), aromati (alkil substituirani aromati, fenoli in aromatski etri), alkoholi ter ketoni. Raziskovali bomo mehanizme teh reakcij ter razvijali nove metode za milo in selektivno fluoriranje organskih molekul. V okviru drugega sklopa raziskav bomo študirali fotokemijo halogensubstituiranih organskih molekul in transformacije s pomoejo ultra zvoka, mikrovalovnega sevanja ter mikroorganizmov. Raziskali bomo možnosti halogeniranja organskih molekul pod takimi pogoji na eni strani in vpliv halogenskih atomov v molekuli na potek omenjenih transformacij na drugi. Raziskave v okviru obeh sklopov predstavljajo osnovne raziskave, s katerimi želimo pridobiti nova znanja, ne samo na področju organske halogenske kemije, ampak organske kemije na splošno in prispevati h globjem razumevanju reakcij organskih molekul. Ob teh raziskavah se bodo kalili novi mladi raziskovalci, rezultate pa bomo objavljali v najuglednejših mednarodnih publikacijah s področja organske kemije.Tretji vsebinski sklop predstavljajo raziskave na področju aplikacije predvsem perfluoriranih organskih molekul. V okviru tega bomo raziskovali reakcije v različnih perfluoriranih topilih, ki omogočajo zelo enostavno separacijo produktov reacije. Prav tako bomo raziskovali uporabo perfluoriranih površinsko aktivnih spojin kot inhibitorjev korozije kovinskih materialov pri posebno agresivnih pogojih. Slednje raziskave bodo osredotoečne predvsem na uporabo te vrste spojin kot inhibitorjev korozije anodnega materiala v baterijah na bazi cinka.
Pomen za razvoj znanosti
Raziskave na področju kemije halosubstituiranih organskih molekul so zelo intenzivne ne samo zaradi svojega pomembnega prispevka v zakladnico osnovnih znaj v organski kemiji, ampak tudi zaradi širokega spektra uporabnosti te vrste organskih spojin. Zaradi svojih še posebno specifičnih fizikalno-kemijskih in bioloških lastnosti, fluoro-substituirane organske molekule predstavljajo skupino, katerih kemija je zadnje tri dekade predmet pospešenih raziskav. Programska skupina se je v te raziskave vključila že slabih trideset let nazaj, ko so predstavljale enega izmed trendov v organski kemiji, in s pridobljenim ugledom ostaja v njih tudi sedaj, ko je ta vrsta kemije že kar samostojno področje organske kemije. Čeprav je prav v zadnjem desetletju prišlo na tem podroČju do pomembnih prebojev, posebno kar se tiČe reagentov in novih metod za milo in selektivno uvedbo fluorovega atoma v organske molekule, ostaja nerešenih še precej problemov in dilem. To velja predvsem za mehanizem reakcij fluoriranja organskih molekul z "elektrofilnimi" reagenti F-L. Osnovna dilema se vrti okrog vprašanja ali je primaren proces pri teh reakcijah direkten prenos fluorovega atoma na aktivni center substrata, ali pa je to prenos elektrona iz aktivnega centra substrata na reagent in s tem primaren nastanek ion radikala, ki nato regulira nastanek fluorosubstituiranega reaktivnega intermediata. To pa je tudi ena poglavitnih tem programa skupine, odgovor na njo bo pomenil pomemben prispevek k razumevanju organskih reakcij na sploh.
Pomen za razvoj Slovenije
Predlagani raziskovalni program predstavlja pomemben prispevek Slovenije v svetovno zakladnico znanja. Dosedanje raziskave programske skupine so po podatkih ISI v svetu najbolj citirana slovenska kemija (M. Zupan eden od treh kemikov uvrščenih na svetovno listo 10.000 najbolj citiranih kemikov; najbolj citiran slovenski kemik po številu citatov na objavljeni članek in drugi najbolj citiran slovenski kemik po absolutnem številu citatov; vir: htpp://fluo.univ-lemans.fr:8001/chimie/chimistes.html ), kar je znaten prispevek k ugledu slovenske znanosti in Slovenije kot države. Raziskovalni program in raziskovalna skupina predstavlja tudi kvalitetno okolje za usposabljanje mladih raziskovalcev tako na dodiplomski, predvsem pa na podiplomski stopnji. Številni raziskovalci, ki so do sedaj zaključili usposabljanje v naši programski skupini, uspešno nadaljujejo svojo karijero kot univerzitetni profesorji ter vodilni raziskovalci na raziskovalnih institutih in v slovenskih podjetjih. Vsebina raziskovalnega programa in kadrovska zasedba programske skupine zagotavlja uspešno usposabljanje mladih raziskovalcev tudi v bodoče. Tretji pomen, ki ga ima predlagani program, predstavlja vpliv, ki ga imajo naše raziskave, predvsem tiste aplikativne, na slovensko gospodarstvo. Nadaljevanje našega sodelovanja s podjetjem Iskra-Baterije Zmaj d.d., ki je v zadnjih letih preneslo v proizvodnjo številne raziskovalne in razvojne dosežke naše programske skupine na področju aplikacije perfluoroorganskih molekul, je za omenjeno podjetje življenskega pomena, kar seveda tudi posredno vpliva na razvoj slovenskega gospodarstva.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Zaključno poročilo
