Polibenzimidazol membránhoz rögzített cinkona-négyzetamid organokatalizátorok szintézise és alkalmazása
Munkám célja volt egy enantioszelektív szintézisek katalízisére alkalmas cinkona-szkvaramid típusú, királis bifunkcionális hidrogénkötés katalizátor (1, ld. 1. ábra) szintézise, valamint aszimmetrikus Michael-addíciókban történő alkalmazása. A reakciókat sikeresen (kiváló termeléssel és enantioszelektivitással) kiviteleztem öt különböző oldószerben, transz-β-nitrosztirol, illetve különböző nukleofilek (deprotonált 1,3-dioxovegyületek, indolszármazékok, illetve öttagú N-heterociklusok) felhasználásával. A Michael-reakciók oldószerfüggésének értelmezésére termodinamikai számításokat végeztem.
Az 1 cinkona-szkvaramid szintetikus értékét számításba véve az organokatalizátor visszaforgatására és ismételt felhasználására alkalmas módszert igyekeztem kidolgozni. Az 1 katalizátort először azidoetil csoporttal módosítottam (2), majd a kutatócsoportunk által előállított, propargilezett polibenzimidazol (PBI) membránhoz rögzítettem (3). Az így kapott katalitikus membránt szerves oldószeres nanoszűrésen (OSN) alapuló membrán-kaszkád reaktorban alkalmaztam.
A katalizátor és a membrán, illetve a katalizátor és a szubsztrát molekulái közötti kölcsönhatások felderítésére kvantumkémiai számításokat végeztünk. Ezek igazolták, hogy a 3 rögzített cinkona-szkvaramid által katalizált reakciókban a szubsztrátok elég közel kerülnek egymáshoz, hogy a reakció végbemenjen, illetve azt, hogy a 2 katalizátor a kialakított kovalens kötés mellett π–π kölcsönhatással kapcsolódik a membránhoz, ami nem gyakorol negatív hatást a katalitikus reakciókra.
1. ábra – A cinkona-szkvaramid organokatalizátor (1), az azidoetil csoporttal módosított cinkona származék (2) és a PBI membránhoz rögzített cinkona-szkvaramid (3) szerkezete
szerző
-
Kozma Petra
Vegyészmérnöki alapképzési szak, nappali BSC
alapképzés (BA/BSc)
konzulensek
-
Dr. Kupai József
egyetemi docens, Szerves Kémia és Technológia Tanszék -
Dr. Huszthy Péter
egyetemi tanár, Szerves Kémia és Technológia Tanszék
