Κατεύθυνση Οργανική Σύνθεση και Εφαρμογές της στη Χημική Βιομηχανία
Βιβλιοθήκη Σχολής Θετικών Επιστημών

2023-03-13

2023

Δρυμώνα Μαρία

Γεώργιος Χ. Βουγιουκαλάκης, Αναπληρωτής Καθηγητής, Τμήμα Χημείας, ΕΚΠΑ
Γκιμήσης Αθανάσιος, Καθηγητής, Τμήμα Χημείας, ΕΚΠΑ
Τσουρέας Νικόλαος, Επίκουρος Καθηγητής, Τμήμα Χημείας, ΕΚΠΑ

Ανάπτυξη καταλυτικών πρωτοκόλλων νικελίου και χαλκού για την οξείδωση ή/και ισομερείωση (ομοαλλυλικών) αλκοολών

Ελληνικά

Ανάπτυξη καταλυτικών πρωτοκόλλων νικελίου και χαλκού για την οξείδωση ή/και ισομερείωση (ομοαλλυλικών) αλκοολών

Η οξείδωση των αλκοολών σε καρβονυλικές ενώσεις είναι μία από τις πιο
σημαντικές αντιδράσεις στην Οργανική Χημεία. Λόγω του κομβικού τους ρόλου
σε βιομηχανικούς και ακαδημαϊκούς τομείς έρευνας, αυτές οι αντιδράσεις
συνεχίζουν να κεντρίζουν το ενδιαφέρον, αποκαλύπτοντας νέους καταλύτες,
υποστρώματα, οξειδωτικά και εφαρμογές. Όσον αφορά τα οξειδωτικά, οι
στοιχειομετρικές οξειδώσεις με ενώσεις μετάλλων μετάπτωσης εξακολουθούν
να είναι σε ευρεία χρήση, παρά τον σχηματισμό μεγάλης ποσότητας
ανεπιθύμητων προϊόντων και οργανικών διαλυτών. Τα πιο συχνά
χρησιμοποιούμενα οξειδωτικά (όπως το PCC και το αντιδραστήριο Jones) είναι
μεταλλαξιογόνα, τοξικά και επικίνδυνα για το περιβάλλον. Από περιβαλλοντική
άποψη, ενθαρρύνεται έντονα η ανάπτυξη μεθόδων που χρησιμοποιούν
καταλύτες μετάλλων μετάπτωσης και ελαχιστοποιούν την ποσότητα και την
τοξικότητα των δημιουργούμενων αποβλήτων. Από αυτή την άποψη, η
ανάκτηση και η επαναχρησιμοποίηση του καταλύτη είναι ένας ακόμα
σημαντικός στόχος. Στα πλαίσια της παρούσας εργασίας, περιγράφεται η
ανάπτυξη δύο, ανεξάρτητων μεταξύ τους, καταλυτικών πρωτοκόλλων για την
οξείδωση αλκοολών με καταλύτες νικελίου και χαλκού, που αποσκοπούν στην
βιώσιμη και αειφόρο κατάλυση.
Η μεταπτυχιακή διατριβή ξεκινάει με την ανάπτυξη ενός καταλυτικού
συστήματος με βάση το νικέλιο. Σύμφωνα με αυτό, πραγματοποιούνται
αντιδράσεις οξείδωσης ομοαλλυλικών αλκοολών και ισομερείωσης των
αντίστοιχων διπλών δεσμών προς σχηματισμό των επιθυμητών κετονών με το
ίδιο σύμπλοκο νικελίου (Ι) σε ένα βήμα (one step-one pot). Η καταλυτική αυτή
προσέγγιση είναι καινοτόμα και ωφέλιμη για τη βιομηχανία από άποψη
εξοικονόμησης χρόνου και πόρων. Τα πρώτα αποτελέσματα που προέκυψαν
από αυτό το καταλυτικό σύστημα παρουσιάζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον και
αποτελούν τη βάση εκτενέστερης μελέτης.
Το δεύτερο μέρος της μεταπτυχιακής διατριβής πραγματεύεται την ανάπτυξη
ενός καταλυτικού πρωτοκόλλου με βάση τον χαλκό. Η μελέτη ξεκινάει με την
σύνθεση μίας βιβλιοθήκης μη συμμετρικών και συμμετρικών
πολυφθοριωμένων συμπλόκων χαλκού(Ι) με υποκαταστάτες Ν-ετεροκυκλικά
καρβένια. Ακολουθεί η χρήση των in situ παραγόμενων καταλυτικών
συστημάτων από μία απλή πηγή χαλκού (Cu2O) και ένα πολυφθοριωμένο
πρόδρομο άλας Ν-ετεροκυκλικού καρβενίου στην αερόβια οξείδωση αλκοολών.
Η αντίδραση χρησιμοποιεί ως συν-καταλύτη το TEMPO και συντελείται στη
διεπιφάνεια ενός διφασικού συστήματος διαλυτών. Το αντιδρών και το
επιθυμητό προϊόν της καρβονυλικής ένωσης βρίσκεται στον οργανικό διαλύτη
και ο πολυφθοριωμένος καταλύτης παραμένει στην πολυφθοριωμένη φάση. Με
τον τρόπο αυτό καθίσταται εύκολη η απομόνωση και ο καθαρισμός του
προϊόντος. Το πρωτόκολλο αποδίδει καλές αποδόσεις σε χαμηλό καταλυτικό
φορτίο και το καταλυτικό σύστημα δύναται να χρησιμοποιηθεί για έξι κύκλους
αντίδρασης, χωρίς αξιόλογη μείωση της απόδοσης. Έτσι, εξασφαλίζεται η
ανακύκλωση του διαλύματος του καταλύτη, που δυνητικά θα μπορούσε να
εξυπηρετήσει βιομηχανικούς σκοπούς.

Θετικές Επιστήμες

Αειφόρος κατάλυση, σύμπλοκο νικελίου (Ι), πολυφθοριωμένα σύμπλοκα χαλκού (Ι), Ν-ετεροκυκλικά καρβένια, ανακύκλωση καταλύτη

Όχι

0

Ναι

74

147

Δεν επιτρέπεται η πρόσβαση στο αρχείο έως 2028-03-16.

https://pergamos.lib.uoa.gr/uoa/dl/object/3298388