Doktori (PhD) értekezés tézisei KIRÁLIS FOSZFORTARTALMÚ LIGANDUMOK SZINTÉZISE ÉS KATALITIKUS ALKALMAZÁSA ASZIMMETRIKUS HIDROFORMILEZÉSI REAKCIÓKBAN Szűcsné Cserépi Stefánia Témavezető Dr. Bakos József egyetemi tanár Pannon Egyetem Kémia Intézet Szerves Kémia Intézeti Tanszék Veszprém 2013
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Doktori (PhD) értekezés tézisei
KIRÁLIS FOSZFORTARTALMÚ LIGANDUMOK SZINTÉZISE ÉS
KATALITIKUS ALKALMAZÁSA ASZIMMETRIKUS
HIDROFORMILEZÉSI REAKCIÓKBAN
Szűcsné Cserépi Stefánia
Témavezető
Dr. Bakos József
egyetemi tanár
Pannon Egyetem
Kémia Intézet
Szerves Kémia Intézeti Tanszék
Veszprém
2013
2
1. Bevezetés
A gyógyszerek és növényvédőszerek jelentős része optikailag aktív vegyület. Az
enantiomerikusan tiszta királis vegyületek előállítása különös jelentőséggel bír, ugyanis az élő
szervezetekben a vegyületek abszolút konfigurációja összefügg biológiai aktivitásukkal és
hatásukkal, megnehezítve ezáltal a szintetikusan előállítható racém származékok közvetlen
felhasználását. A napjainkban bevezetésre kerülő gyógyszerek szinte kizárólag csak
enantiomerikusan tiszta formában hozhatók forgalomba. Optikailag tiszta anyagok
előállításának egyik lehetséges módja az enantioszelektív homogénkatalitikus szintézis.
A sztöchiometrikus katalitikus aszimmetrikus szintéziseknél akirális, optikailag inaktív
vegyületből kiindulva, valamely királis segédanyag (reagens, katalizátor) felhasználásával
nyerhetünk optikailag aktív vegyületeket. A homogénkatalitikus aszimmetrikus
szintézisekben az optikailag aktív módosító anyag kis mennyisége királis információt hordoz
és visz át a katalitikus folyamatban a képződő termék nagy mennyiségére. Az aszimmetrikus
szintézisek megismerésében és befolyásolásában segítséget jelenthet a katalizátorként
szereplő vegyületek szerkezetének, valamint a katalízis elemi lépéseinek megismerése.
A homogénkatalitikus szintézis rendkívül látványos fejlődésen ment át az elmúlt három
évtizedben és néhány eljárás nagyipari alkalmazásra is került (pl. n-butanal előállítása propén
(R) (S) Az együttműködő hatást valószínűleg az okozza, hogy a ”híd” és a terminális csoport a
ligandum egyik diasztereomerje esetén egymáshoz viszonyítva kedvező térszerkezetet hoz
létre, mely csökkenti az olefin koordinációjának lehetséges térirányait.
8. A katalitikus eredmények alapján a királis ditercier foszfitok ígéretes módosító ligandumok
lehetnek a homogénkatalitikus aszimmetrikus hidroformilezési reakciókban. Az új
Pt(biszfoszfit)Cl(SnCl3) katalizátorrendszer az eddig vizsgált Pt(difoszfán), Rh(difoszfán),
Rh(biszfoszfit), Rh(foszfán-foszfit) katalizátorokhoz képest kiemelkedően jó katalitikus
aktivitást és enantioszelektivitást mutatnak. A ligandum δ-donor, π-akceptor tulajdonsága
9
nagy fontosságú.
A különböző kiralitás- és elektronikus sajátságot hordozó elemekből felépített királis
biszfoszfitok előállításával és tesztelésével tervezhetővé vált a katalizátorrendszer.
A ligandum szerkezetének ismeretében előre megbecsülhető a keletkező 2-fenil-propanal
optikai tisztaságának mértéke, és a feleslegben képződő enantiomer kiralitása. A nyolctagú
kelátgyűrűt képző ligandumok esetén a híd kiralitásával ellentétes, míg kilenctagú gyűrű
esetén az azzal megegyező konfigurációjú aldehid képződik fölöslegben.
A katalitikus eredmények segítséget nyújtanak a katalitikus rendszer további tervezésében.
5. Az új tudományos eredmények gyakorlati jelentősége
A katalitikus eredmények alapján a királis ditercier foszfitok ígéretes módosító ligandumok
lehetnek a homogénkatalitikus aszimmetrikus hidroformilezési reakciókban. Az új
Pt(biszfoszfit)Cl(SnCl3) katalizátorrendszer az eddig vizsgált Pt(difoszfin), Rh(difoszfin),
Rh(biszfoszfit), Rh(foszfin-foszfit) katalizátorokhoz képest kiemelkedően jó katalitikus
aktivitást és enantioszelektivitást mutatnak.
Különböző kiralitást és elektronikus sajátságot hordozó elemekből felépített királis
biszfoszfitok előállításával és tesztelésével tervezhetővé vált a katalizátorrendszer.
10
Az értekezés alapjául szolgáló közlemények
1. Cserépi-Szűcs, S., Bakos, J.: Asymmetric Hydroformylation Catalysed by Platinum Complexes of New Chiral Bisphosphites. J. Chem Soc. Chem. Commun. 1997, 635. IF: 3.200 2. Cserépi-Szűcs, S., Tóth, I., Párkányi, L., Bakos, J.:
Asymmetric Hydroformylation by Using Rhodium and Platinum Complexes of Diphosphites Containing Chiral Chelate Backbones and Chiral 1,3,2-Dioxaphosphorinane Moieties. Tetrahedron: Asymmetry 1998, 9, 3135-3142. IF: 2.484 3. Cserépi-Szűcs, S., Huttner, H., Zsolnai, L., Bakos, J.: Asymmetric Hydroformylation of Styrene Using Rhodium and Platinum Complexes of Diphosphites Containing Atropisomeric Backbones and Chiral 1,3,2-Dioxaphosphorinane Moieties J. Organometal. Chem. 1999, 586, 70-78. IF: 1.612 4. Cserépi-Szűcs, S., Huttner, G., Zsolnai, L., Szöllősy, Á., Hegedüs, C., Bakos, J.: Synthesis of chiral diphosphite ligands and a comparison of their rhodium and platinum complexes in the asymmetric hydroformylation of styrene Inorg. Chim. Acta 1999, 296/1, 222-230. IF: 1.454 5. Bakos, J., Cserépi-Szűcs, S., Hegedüs, C., Markó, L., Szöllősy, Á.: Asymmetric Hydroformylation of Styrene Catalyzed by Platinum Complexes of Chiral Diphosphites with Atropisomeric Terminal Moieties Can. J. Chem. 2001, 79, 725. IF: 1.144 6. Bakos, J., Cserépi-Szűcs, S.: Platinum-catalysed asymmetric hydroformylation of styrene. ”Catalysis for the Fine Chemical Industry” Volume 3 chapter 12.3 in Metal Catalysed Carbon-Carbon Bond Forming Reactions. John Wiley Sons Ltd, New York, 2004, 238-244. 7. Szűcsné Cserépi, S.: Új királis biszfoszfitok szintézise és alkalmazása Pt- és Rh katalizált enantioszelektív szintézisekben. OTDK dolgozat, 1995. 8. Szűcsné Cserépi, S.: Új királis biszfoszfitok szintézise és alkalmazása Pt- és Rh katalizált enantioszelektív szintézisekben. Diploma dolgozat, 1995.
11
Az értekezés témájához nem kapcsolódó további közlemények
1. Bakos, J., Orosz, Á., Cserépi-Szűcs, S., Tóth, I., Sinou, D.: Chiral Sulfonated Phosphines. Rhodium(I)-Catalyzed Asymmetric Hydrogenolysis of Epoxides. J. Mol. Catal. A: Chem. 1997, 116, 85. IF: 1.478 2. Bor, Á., Orosz, Gy., Cserépi-Szűcs, S., Bertollino, A., Lukács, F., Garaczi, S., Schneider, G.: Process for Producing Lercanidipine EP 1 860 102 A1 (Appl. No. 06114547.3), 2006.
Az értekezés témájához kapcsolódó poszterek előadások 1. Cserépi-Szűcs, S., Bakos, J.: XVIth International Conference on Organometallic Chemistry Brighton, 1994. július 10-15, Abstr. 181. 2. Cserépi-Szűcs, S., Bakos, J.: Új királis biszfoszfit ligandumok szintézise és alkalmazása Rh- és Pt-katalizált enantioszelektív hidroformilezésben XXX. Koplexkémiai Kollokvium 1995. jun. 6 - 8., Mátraháza
3. Cserépi-Szűcs, S., Bakos, J.: Új királis biszfoszfit ligandumok szintézise és alkalmazása enantioszelektív hidroformilezésben Kémiai Előadói Napok 1995. november 6-8., Szeged. 4. Cserépi-Szűcs, S., Bakos, J.: Királis biszfoszfit ligandumok szintézise és alkalmazása Rh- és Pt-katalizált enantioszelektív hidroformilezésben XXXI. Koplexkémiai Kollokvium 1996. jun. 5-7, Tata. 5. Cserépi-Szűcs, S., Bakos, J.: Asymmetric hydroformylation of styrene catalysed by platinum and rhodiumcomplexes of chiral bisphosphites 9th IUPAC Symposium on Organometallic Chemistry Directed Towards Organic Synthesis, Göttingen, Németország, 1997. július 20-25, Abstr. 250. 6. Cserépi-Szűcs, S., Bakos, J.: Asymmetric hydroformylation of styrene catalysed by platinum and rhodiumcomplexes of chiral bisphosphites International School of Organometallic Chemistry, Camerino, Olaszország 1997. szeptember 9-13., Abstr. 40. 7. Cserépi-Szűcs, S., Bakos, J.: Diphosphite-modified platinum catalysts: Asymmetric hydroformylation and characterization.
12
11th International Symposium on homogeneous Catalysis, St. Andrews, Nagy-Britannia, 1998. július 12-17, Abs. 133. 8. Cserépi-Szűcs, S., Huttner, G., Zsolnai, L., Bakos, J.: Diphosphite-modified platinum catalysts: Asymmetric hydroformylation and characterization. XVIII International Conference on Organometallic Chemistry, München Németország 1998. augusztus 16-21. Abs. B 248. 9. Bakos, J., Cserépi-Szűcs, S.: Asymmetric hydroformylation of styrene catalysed by platinum and rhodium complexes of chiral bisphosphites Molecular Engineering in Homogeneous Catalysis, Veszprém, 1998. október 16-17. 10. Cserépi-Szűcs, S., Bakos, J.: Diphosphite-modified platinum catalysts: Asymmetric hydroformylation and characterization. An International Conference to the honour of Prof. László Markó on the occasion of his 70th birthday, Veszprém, 1998. október 16-17.