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


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Previsione attivitą anno 2014

Stato avanzamento attivitą per l'anno 2014
Attivitą 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 stabilitą configurazionale di triarilfosfine chirali a simmetria C3. -Uso di complessi di Re e Ti con leganti polidentati. Studio delle proprietą catalitiche di catalizzatori a base di complessi di rame supportati su silici per reazioni enantioselettive in sistemi in flusso a CO2 supercritica, sviluppo di catalizzatori a base di complessi di argento supportati su silici per reazioni enantioselettive; estensione a reazioni per la formazione di legami C-C, C-N e C-O enantioselettive per la sintesi di "fine chemicals". -Sviluppo di catalizzatori bifunzionali (acidi e redox attivi) a base di centri di Ti e Al eterogeneizzati su silice nanostrutturate. - Sviluppo di nuove tecniche di preparazione di dispositivi microfluidici ("microreattore catalitico", CMR) contenenti sistemi catalitici preparati mediante immobilizzazione di nanoparticelle mono- e bimetalliche (Pd, Cu, Pd-Cu, Au, Pd-Au). Queste saranno ottenute mediante la tecnica innovativa di Metal Vapour Synthesis (MVS), che consente la preparazione di sistemi altamente attivi a dimensione e composizione controllate, o con metodi pił convenzionali. I CMR contenenti nanoparticelle mono- e bi-metalliche a base di Pd, Au e Cu verranno studiati in reazioni di formazione di legami C-C (Heck, Suzuki-Miyaura, Sonogashira e Glaser).
Punti critici e azioni da svolgere:
-Il punto critico della ricerca condotta su triarilfosfine esistenti come enantiomeri residui č costituito dalla loro bassa stabilitą configurazionale. Quest'ultima cresce notevolmente nei complessi metallici, per cui si ritiene possibile accedere, se non ai leganti liberi, almeno ai loro complessi enantiopuri. -L'uso, come leganti, di molecole organiche bifunzionali capaci di coordinare sia il metallo che il substrato, implica che la distanza e l'orientazione reciproca dei due gruppi siano cruciali per l'ottenimento di regio e stereo selettivitą elevate. Pertanto, la scelta del sistema catalitico pił efficace da utilizzare nella reazione esaminata, risulterą da una valutazione preventiva dell'attivitą catalitica di librerie di leganti in cui i due gruppi funzionali sono tra loro diversamente spaziati. -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 regioselettivitą peculiare, differente dal previsto. Lo svolgimento della caratterizzazione in situ degli intermedi di reazione richiederanno competenze non presenti internamente all'Istituto, cui si supplirą con le collaborazioni esterne in atto. -Per quanto riguarda i microreattori catalitici i problemi potrebbero essere legati all'ottimizzazione delle proprietą fluidodinamiche dei dispositivi, per il raggiungimento di produttivitą significative per applicazioni pratiche. La messa in atto di collaborazioni esterne potrą permettere il superamento di questo tipo di problematiche.
Risultati attesi nell'anno:
-Sintesi e caratterizzazione di nuove triarilfosfine chirali a simmetria C1.Chiarimento delle barriere e del meccanismo di racemizzazione di triarilfosfine chirali a simmetria C1 e C3 esistenti come enantiomeri residui. Verifica delle capacitą di enantioselezione e dell'attivitą catalitica dei complessi di metalli di transizione del nuovo legante chirale ditienofosfepinico sintetizzato e caratterizzato strutturalmente. -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. -Estensione dell'utilizzo di catalizzatori a base di complessi di rame supportati su silici mesoporose a reazione catalitiche in flusso; eterogeneizzazione di complessi di argento su silici e loro impiego in reazioni enantioselettive; utilizzo dei sistemi a base di Cu e/o Ag in altre reazioni enantioselettive per la formazione di legami C-C, C-N e C-O. -Studio delle proprietą 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). -Preparazione di dispositivi microfluidici ("microreattore catalitico", CMR) contenenti sistemi catalitici ottenuti mediante immobilizzazione di nanoparticelle metalliche di metalli di transizione.
Iniziative per l'acquisizione di ulteriori entrate:
- Stesura congiunta, a livello nazionale e internazionale di progetti di ricerca - Contatti per collaborazioni industriali
 
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