Projekti / Programi
Sinteze in transformacije organskih spojin. Novi reagenti v stereoselektivni in regioselektivni sintezi aminokislin kot intermediatov v organski sintezi
01. januar 2015
- 31. december 2019
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 1.04.00 |
Naravoslovje |
Kemija |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| B002 |
Biomedicinske vede |
Biofizika |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 1.04 |
Naravoslovne vede |
Kemija |
Ključne besede: organska sinteza, reagenti, amino kisline, sintezne metode, C-H aktivacija, kataliza s kovinami prehoda, organokataliza, funkcionalizacija, heterociklične spojine, zdravila, materiali.
Raziskovalci (19)
Organizacije (1)
Povzetek
Povzetek vsebine raziskovalnega programa in ključne besede
V okviru načrtovanega raziskovalnega programa bomo izhajali iz rezultatov dosedanjih študij na področju novih reagentov in metod v organski in heterociklični sintezi. Naše raziskave bodo usmerjene v razvoj novih reagentov in sinteznih metod v skladu z moderno paradigmo in modernimi pristopi v organski sintezi. Bistveno novost in širitev programa bo predstavljala večja usmerjenost k razvoju in uporabi katalitskih metod in k aplikaciji rezultatov v kemiji materialov. Pri tem bo posebna pozornost posvečena tako katalizi s kovinami prehoda kot tudi organokatalizi in sorodnim reakcijam. Strateško je osnovna struktura vsebine programa naslednja (Shema 1, v priponki):
- Novi reagenti v organski sintezi,
- nove sintezne metode,
- sinteza novih funkcionaliziranih organskih spojin,
- aplikacija dosedaj neraziskanih reagentov, metod in spojin v katalizi, medicinski kemiji in kemiji materialov.
V kontekstu osnovne strukture bomo razvijali nove reagente iz lahko dostopnih izhodnih spojin, kot so amino kisline, enostavni heterocikli, terpeni, ipd. Poudarek bo na enaminonih, heterociklih, azometin iminih in sorodnih reagentih. Sledeča študija in razvoj novih sinteznih metod bosta temeljila na uporabi predhodno razvitih reagentov. Usmerjeni bomo predvsem v iskanje selektivnih reakcij pod blagimi pogoji, ki so katalizirane s kovinami prehoda ali z organokatalizo in sorodnimi reakcijami. Poudarek bo zlasti na polarnih adicijah, C–H aktivaciji in 'cross-coupling' reakcijah, cikloadicijah in ciklokondenzacijah. Nove reagente in sintezne metode bomo uporabili v sintezi novih funkcionaliziranih organskih spojin za aplikacijo v katalizi, medicinski kemiji in kemiji materialov. Primeri: organski ligandi v katalizi, kot gradniki za razvoj kombinatornih knjižnic v medicinski kemiji, fluorescentni označevalci, ipd. Oligomerni enaminoni s popolnoma konjugiranimi dvojnimi vezmi pa bi lahko bili uporabni kot organski materiali. Študija kemije specifičnih tipov organskih spojin bo zajemala heterociklične spojine, analoge amino kislin in peptidov, 3-pirazolidinone, terpene in sintezo oligomernih molekul na osnovi enaminonov.
V tem kontekstu raziskovalnega programa bodo izpostavljeni naslednji vsebinski sklopi (Shema 1 v priponki):
- Enaminonski vinilogni peptidi in oligomerni enaminoni,
- uporaba enaminonov v katalizi,
- funkcionalizacija heterociklov preko katalitske tvorbe C-C vezi,
- asimetrična organokataliza in
- regio- in stereoselektivne cikloadicije.
Pomen za razvoj znanosti
Pomen za razvoj znanosti
Raziskave bodo temeljno prispevale k razvoju področja organske kemije ter organske sinteze, heterociklične kemije, kombinatorne kemije, medicinske kemije in kemije materialov. Glede na tematiko načrtovanih raziskav predvidevamo znaten pomen k razvoju področja organske kemije in kemije na splošno, posebej pa še na področju modernih sinteznih metod, ki vključujejo katalizo s kovinami prehoda, organokatalizo, stereoselektivno in asimetrično sintezo, kombinatorno in diverzitetno sintezo, C-H aktivacijo in 'cross-coupling' reakcije. Področje katalize je trenutno eno od najbolj cvetočih področij znanosti, zato bodo naše raziskave, ki bodo v veliki meri vključevale razvoj sinteznih metod v prisotnosti kovin prehoda in organokataliziranih metod, pomembno vplivale na splošni razvoj znanosti in seveda na razvoj ved, ki obravnavajo katalizo (kemija, biokemija, kemijsko inženirstvo, materiali, vede o okolju, ipd.). Zaradi znatnega karakterja interdisciplinarnosti pa bodo rezultati raziskav raziskovalnega programa vsekakor vplivali tudi na razvoj drugih temeljnih znanosti, kot so farmacija, molekularna biologija, biokemija, medicina, materiali itd. Na primer, pomembno skupino tarčnih tipov spojin našega programa bodo predstavljali heterociklični analogi in vinilogi peptidov, le-ti pa sicer sodijo med najpomembnejše oligomerne molekule, ki so udeležene v naravnih procesih. Zato je poznavanje lastnosti peptidov in posledično tudi načrtovanje analogov, ki posnemajo njihove lastnosti ključnega pomena v racionalnem razvoju zdravil, ki je tipična interdisciplinarna dejavnost. Posledično imajo rezultati razvoja posameznih segmentov vpliv na vse sodelujoče biološko orientirane vede. Drug primer širokega vpliva razvoja organske sinteze na druge vede pa se nanaša na odkrivanje novih področij danes praktično še neraziskanega 'kemijskega vesolja'. Odkritje in s tem sintezni dostop do novega tipa organskih molekul avtomatično potegne za seboj nadaljnje študije v smeri možnih aplikacij na podlagi načrtovaene modifikacije strukture oz. funkcionalizacije. Ker bodo rezultati raziskav publicirani v mednarodni literaturi in predstavljeni na domačih in mednarodnih znanstvenih konferencah bodo imeli tudi vpliv na razvoj bazičnih in aplikativnih raziskav in industrijskega raziskovanja.
Pomen za razvoj Slovenije
Pomen za družbeno-ekonomski in kulturni razvoj Slovenije
Pomen raziskovalnega programa se bo odražal predvsem na področju človeških virov, saj bodo v okviru programa končali šolanje študenti kemije, ki bodo z nadaljnjo zaposlitvijo, tako v industriji kot tudi v raziskovalnih inštitucijah in državni upravi, dejavno prispevali k družbeno-ekonomskemu in kulturnemu razvoju Slovenije. Drug pomemben aspekt pomena raziskovalnega programa je povezan tudi s sodelovanjem celotne programske skupine in njenih posameznih raziskovalcev s kemijsko in farmacevtsko industrijo v Sloveniji in Evropi. Ta nadpovprečna vključenost v sodelovanje z gospodarstvom pa seveda temelji na kompetentnosti programske skupine in jasno dokazuje relevantnost programa. Rezultati sodelovanja s kemijsko in farmacevtsko industrijo v Sloveniji in Evropi se zrcalijo v gospodarski uspešnosti sodelujočih podjetij, s tem pa je nakazan in dokazan tudi izstopajoči pomen našega raziskovalnega programa za družbeno-ekonomski razvoj Slovenije in Evrope. Poleg tega je programska skupina vključena tudi v delovanje centra odličnosti EN-FIST v okviru projektnih skupin RRP11 in RRP18, ki je v zadnjih treh letih poleg številnih objav v mednarodnih revijah realizirala štiri patente in dve patentni prijavi. To dosedanjo usmeritev v ravnotežje in sinergijo med temeljno in aplikativno noto raziskav nameravamo gojiti in po potrebi razširiti tudi v prihodnje, saj poleg zgoraj omenjenega doprinosa k družbeno-ekonomskemu in kulturnemu razvoju Slovenije znatno prispeva tudi k razumevanju splošne in specifične problematike industrijskega razvoja, hkrati pa omogoča boljšo opremljenost raziskovalnih laboratorijev matične raziskovalne institucije. Poleg tega bo tako publikacija rezultatov v mednarodnih znanstvenih publikacijah, kot tudi predstavitev raziskovalnih rezultatov v obliki vabljenih predavanj, ustnih referatov in posterjev na domačih in mednarodnih znanstvenih konferencah vidno prispevala k mednarodni promociji slovenske znanosti in s tem tudi Slovenije na splošno.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2015,
vmesno poročilo,
zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2015,
vmesno poročilo,
zaključno poročilo
