Lítiumkatalizált Oppenauer-oxidáció vizsgálata számításos kémiai módszerekkel
Napjainkban a számításos kémia az ipari alkalmazásokban is kezd teret hódítani, mivel anyag- és vegyszerfelhasználás nélkül gyors, olcsó és megbízható eredményeket szolgáltat a reakciók mechanizmusára, energetikájára és végeredményére vonatkozóan. Munkám során a tofisopam nevű gyógyszermolekula szintézisében fontos diaril-keton (4) újfajta előállítása (ld. ábra) során tapasztalt nagyfokú sztereoszelektivitás [1] megértéséhez végeztem kvantumkémiai számításokat.
Az (1) aril-bromid litiálása után kapott terméket 3,4-dimetoxibenzaldehiddel reagáltatva többféle termék is keletkezhet: Ekvimoláris mennyiségű aldehidet alkalmazva – hidrolízis után – a (3A) és (3B) szekunder alkoholok elegye keletkezik. Ezzel ellentétben az aldehidet feleslegben alkalmazva a (3B) termék mellett a (4) keton is keletkezik, mely a tofisopam szintézisének kiindulási anyaga. A keton keletkezésének feltételezett magyarázata a (2A) köztitermék sztereoszelektív lítium-katalizált Oppenauer-oxidációja. [1]
Vizsgálataim során a (2A) illetve (2B) lítium-alkoxidok és a 3,4-dimetoxibenzaldehid közötti Oppenauer-oxidációt modelleztem. Számításokat végeztem kisebb modellrendszerekre (a metoxicsoportokat hidrogénnel helyettesítve), valamint a valós molekulákra különböző számítási szinteken, emellett figyelembe vettem az oldószer (tetrahidrofurán) hatását implicit és explicit modellel. Az eredmények alapján, kinetikai és termodinamikai megfontolásokat figyelembe véve javaslatot tettem a reakció mechanizmusára, valamint a tapasztalt szelektivitás eredetére. Mivel az Oppenauer-oxidáció egy gazdaságos alternatíva lehet a (4) keton közvetlen előállítására, vizsgáltam különböző aldehidek és ketonok felhasználási lehetőségét is.
[1] Molnárné Samu E., Simig Gy., Halász J., Volk B.; ARKIVOC, 2015 (iv) 127-138.
szerző
-
Pánczél János Károly
Vegyészmérnöki mesterképzési szak, nappali MSc
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
-
Dr. Benkő Zoltán
egyetemi adjunktus, Szervetlen és Analitikai Kémia Tanszék
