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Previsione Attività
modulo
Catalizzatori per la produzione chemo-, regio- e stereoselettiva di fine chemicals


  anni:  2006   2007   2008   2009   2010   2011   2012   2013   2014   2015 

Previsione attività anno 2012

Stato avanzamento attività per l'anno 2012
Attività da svolgere:
-Sintesi di nuove triarilfosfine chirali a simmetria C1 aventi tre gruppi arilici differenti caratterizzate dal fosforo stereogenico e dal fenomeno dello stereoisomerismo residuo. Continuazione dello studio della stabilità configurazionale di triarilfosfine chirali a simmetria C3. -Idrogenazione enantioselettiva di sali d'ammonio di acidi prochirali alfa-beta insaturi, catalizzata da Rh e leganti bifunzionali contenenti un fosfito monodentato chirale ed un gruppo funzionale (diammide) in grado di coordinare il substrato (anione carbossilato) attraverso la formazione di legami-H, rilevanti per raggiungere un elevato livello di stereoselezione. -Amminazione enantioselettiva, inter- e intramolecolare, di alcoli allilici prochirali non attivati, catalizzata da Pd. -Uso di complessi di Re e Ti con leganti polidentati. Studio delle proprietà catalitiche di catalizzatori ibridi a base di nanoparticelle di palladio e complessi chirali cationici di Rh per reazioni di idrogenazione enantioselettive. Ottimizzazione delle procedure di eterogeneizzazione di complessi di rodio su supporti silicei di tipo monolitico. Studio delle proprietà catalitiche di catalizzatori a base di complessi di rame supportati su silici per reazioni stereoselettive. -Sviluppo di catalizzatori bifunzionali (acidi e redox attivi) a base di centri di Ti eterogeneizzati su silice nanostrutturate. -Sintesi e caratterizzazione di liquidi ionici chirali nei quali la chiralità è legata all'uso di dicationi chirali a base bis-benzimidazolica atropoisomerica e loro utilizzo come mezzo di reazione in sintesi organica e in processi di ossido-riduzione elettrochimici.
Punti critici e azioni da svolgere:
Di seguito sono brevemente riassunte le criticità che verranno affrontate in ciascuno degli ambiti di ricerca in cui si articola l'attività del modulo. -L'utilizzo di molecole organiche bifunzionali chirali come leganti supramolecolari, capaci di coordinare sia il metallo che il substrato, implica che la distanza e l'orientazione reciproca dei due gruppi funzionali determinino sensibilmente la reattività e la selettività della reazione. La scelta del sistema catalitico più efficace da utilizzare nella reazione esaminata, risulterà da una valutazione preventiva dell'attività catalitica di librerie di leganti in cui i gruppi funzionali sono tra loro diversamente spaziati. -Il punto critico nella attività di ricerca condotta su triarilfosfine esistenti come enantiomeri residui è costituito dalla loro bassa stabilità configurazionale. Quest'ultima cresce notevolmente nei complessi metallici, per cui si ritiene possibile accedere, se non ai leganti liberi, almeno ai loro complessi enantiopuri. -I promettenti risultati catalitici ottenuti sui sistemi di Nb/SiO2 richiedono lo studio del meccanismo di reazione che ha luogo sul centro metallico e che causa una chemio- e regioselettività peculiare, differente dal previsto. Lo svolgimento della caratterizzazione in situ degli intermedi di reazione richiederanno competenze non presenti internamente all'Istituto, cui si supplirà con le collaborazioni esterne in atto. -Per quanto riguarda i liquidi ionici i problemi più rilevanti sono rappresentati da: (a) progettazione di sintesi efficienti che garantiscano una larga disponibilità dei composti a costi contenuti; (b) individuazione di processi di risoluzione dei racemi in antipodi, altamente efficienti.
Risultati attesi nell'anno:
-Sintesi e caratterizzazione di nuove triarilfosfine chirali a simmetria C1. Utilizzo come leganti in reazioni stereoselettive. Chiarimento del meccanismo di racemizzazione di triarilfosfine chirali a simmetria C1 e C3 esistenti come enantiomeri residui. -Sintesi enantioselettive di intermedi-chiave di interesse industriale (acidi alifatici, allilammine, eterocicli azotati), catalizzate da metalli di transizione (Rh, Pd) e leganti supramolecolari chirali. -Impiego di nuovi catalizzatori eterogenei (ossidi di rame, ossidi di ferro, nanoparticelle di Pd, complessi di renio, titanio e chirali di rodio) per la funzionalizzazione selettiva di molecole organiche mediante reazioni di Ullmann, Sonogashira, di apertura di epossidi, di metatesi di olefine, di idrogenazione asimmetrica di areni e composti eterociclici. -Studio delle proprietà catalitiche di catalizzatori ibridi supportati su silici mesoporose sotto forma di polveri e di catalizzatori a base di complessi di rame supportati su silici mesoporose. -Messa a punto di sistemi catalitici bifunzionali per reazioni, in fase liquida, multistadio senza isolamento di intermedi (one-pot multi-step reaction). -Sintesi di liquidi ionici inerentemente chirali enantiopuri.
Iniziative per l'acquisizione di ulteriori entrate:
-Partecipazione al Network Europeo di Eccellenza NANO-HOST "Homogeneous Supported Catalyst Technologies: the sustainable approach to highly-selective, fine chemicals production".Initial Training Network -The People Program Project no. 215193-2. Durata: ottobre 2008 – ottobre 2012. -Partecipazione al Network Italiano di Eccellenza "Rete Nazionale di Ricerca sulle Nanoscienze - ItalNanoNet" (protocollo n. RBPR05JH2P). -Invio di un progetto congiunto ISTM-Università del Piemonte Orientale dal titolo "Nanostructured Materials for the Catalytic Abatement of Chemical Warfare Agents" per il bando AXA Research Fund (Francia). -Invio di un progetto congiunto ISTM-Università di Milano dal titolo "Caratterizzazione chimico-fisica, tossicologica e funzionale di nanoparticelle ingegnerizzate complessate con anticorpi contro carcinomi mammari" per i BANDI 2011 di Fondazione Cariplo (Milano). -Partecipazione a progetti nazionali e internazionali che verranno banditi nel corso del 2012.
 
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