ИСТИНА

Современная химия широко использует кислоты Льюиса, в том числе и с хиральными лигандами, а также органические катализаторы для асимметрического синтеза. Цель данного проекта - найти способ иммобилизации таких катализаторов для их многократного использования, а также попытаться объединить их действие с целью создания эффективных и регенирируемых катализаторов, обладающих кооперативным воздействием на субстрат и реагент. В проекте предполагается использовать реакции, для которых уже получены продукты с высокой энантиоселективностью (реакции Михаэля, Пудовика, Генри, Фриделя-Крафтса и др.), а так же реакции для которых асимметрический вариант не был осуществлен или продукты образовывались с невысокой энантиоселективностью (например, реакция Штеттера). В отличие от бифункционального катализа, который часто требует синтеза довольно сложных молекул и их скринига, кооперативный катализ может быть осуществлен достаточно простыми молекулами, которые будут селективно активировать субстрат и реагент. Естественно, что главной проблемой является необходимость отсутствия их взаимодействия, приводящего к взаимной дезактивации. Другой проблемой является осуществление такой иммоблизации, которая не приводит к резкому уменьшению скорости реакции или понижению энантиомерной чистоты продукта.

Основной задачей данного проекта являлось создание новых иммобилизованных каталитических систем многократного использования для энантиоселективных превращений. Для её решения нами были получены необходимые полимерные матрицы – полимер Меррифилда, содержащий азидо-группу, и полиэтиленгликоль с Мw = 5000 Да, также содержащий либо азидо-группу, либо тройную связь. Далее был осуществлён синтез хиральных i-PrBOX- и PhPyBOX-лигандов, производных (R)-1,1’-бинафталин-2,2’-диола (БИНОЛа) и L-пролина, имеющих в своём составе или заместитель с тройной связью, или азидо-группу. Ключевой стадией создания иммобилизованных каталитических систем явилось Cu(I) катализируемое алкин-азид-циклоприсоединение (“click”-методология), в результате которого произошла “сшивка” полимерной и хиральной частей лигандов и катализаторов. В результате были синтезированы иммобилизованные на полимерный носитель хиральные i-Pr-BOX- и Ph-PyBOX-лиганды, комплексы которых с кислотами Льюиса проявили достаточно высокую каталитическую активность в реакциях Фриделя-Крафтса индолов с арилиденмалонатами, пируватами, этоксикарбонилкумарином и в реакции присоединения фенилацетилена к бензилиденанилину. Были получены иммобилизованные на полимеры хиральные органокатализаторы – БИНОЛ-фосфорные кислоты и производное L-пролина. Первые проявили высокую каталитическую активность в реакциях Пудовика, восстановлении кетиминов эфиром Ганча и бензилировании N-тозилбензилиденимина 2,6 лутидином, второй оказался весьма эффективен в энантиоселективном присоединении алифатических альдегидов к азодикарбоксилатам. Нами показано, что в большинстве случаев полученные каталитические системы можно использовать многократно без уменьшения выходов и энантиоселективности по крайней мере в 3-5 циклах. Был разработан метод получения наночастиц золота, иммобилизованных на импрегнированный этилендиамином активированный уголь. Полученная каталитическая система показала высокую эффективность в восстановлении нитроароматических соединений молекулярным водородом, а также способность к повторному использованию в 5 циклах. Таким образом, нам удалось впервые иммобилизовать привилегированные лиганды и органокатализаторы, осуществить каталитические асимметрические реакции в их присутствии с высоким выходом, показать возможность их рециклизации и в ряде реакций получить энантиоселективность до 92-94% ee.