Nowe kompleksy rutenu, sposób ich wytwarzania oraz zastosowanie w metatezie olefin

Redakcja _ | 2015-10-28

Tagi: przemysł chemiczny, metateza olefin, katalizator, ruten

Współcześnie, katalizatory chiralne są wykorzystywane w przemyśle chemicznym do wytwarzania związków optycznie czynnych, używanych w produkcji środków ochrony roślin, feromonów, kosmetyków, leków, środków zapachowych oraz wielu innych substancji.

Optycznie czynne związki można otrzymać przez rozdział mieszanin racemicznych, modyfikację łatwo dostępnych optycznie czynnych produktów naturalnych (cukry, aminokwasy, terpeny i inne), bądź na drodze enancjoselektywnych reakcji z użyciem chiralnych katalizatorów, które często są dostępne w obu formach enancjomerycznych (np. pochodne BINOLu). Spośród tych metod, syntezy prowadzące do powstania mieszanin racemicznych, które potem muszą być rozdzielane, są obecnie zarzucane. Dodatkowo, w krajach wysoko rozwiniętych ostre normy odnośnie emisji zanieczyszczeń, a także dążenie do uzyskania maksymalnej efektywności procesów produkcyjnych, doprowadziło do sytuacji gdzie wiele tradycyjnych, nieselektywnych metod prowadzenia procesów chemicznych stało się nieopłacalnych. W trakcie procesów z udziałem chiralnego katalizatora możliwe jest otrzymanie wyłącznie jednego izomeru optycznego pożądanego związku chemicznego. Pozwala to istotnie zwiększyć wydajność procesu, jednocześnie zmniejszając ilość powstających w jego efekcie odpadów. Z tego powodu poszukiwanie efektywnych katalizatorów chiralnych stało się wyzwaniem i koniecznością.

 

Jedną z wielu reakcji katalitycznych jest metateza olefin. Grecki wyraz metateza oznacza „zamianę miejscami” i w chemii oznacza reakcję podwójnej wymiany. W szczególności metateza olefin jest procesem wymiany fragmentów alkilidenowych w cząsteczkach dwu alkenów. Metoda ta umożliwia znaczne skrócenie tradycyjnych, wieloetapowych i żmudnych syntez oraz prowadzi do powstania wielu cennych produktów; z tego powodu znajduje coraz powszechniejsze zastosowanie w przemyśle. Mówiąc obrazowo „wychodzimy z olefin tanich, łatwo dostępnych, a produkujemy olefiny droższe, które są bardziej potrzebne i cenniejsze” [1]. W wariancie enancjoselektywnym, przy użyciu chiralnych katalizatorów, metateza olefin pozwala otrzymać produkty o wysokiej czystości optycznej. Wśród wszystkich możliwych zastosowań katalizatorów metatezy w przemyśle, ich zastosowanie do syntezy enancjoselektywnej może przynieść znaczące korzyści. Oczekuje się, że wzrost zainteresowania przemysłu chemicznego procesami wysoce selektywnymi będzie w przyszłości wpływał na dalsze zwiększenie popytu na chiralne katalizatory do metatezy.

Przedmiotem niniejszego opisu jest wynalazek [2] dotyczący nowych chiralnych katalizatorów 1-d reakcji metatezy olefin, będących kompleksowymi związkami rutenu (Rysunek 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rysunek 1. Struktury chemiczne opisywanych katalizatorów 1a-d

 

Wynalazek ten opisuje także zastosowanie związków typu 1 w szeroko rozumianej syntezie organicznej wykorzystującej enencjoselektywne reakcje metatezy olefin. Szczegółowy profil aplikacyjny katalizatorów pokazanych na Rysunku 1 został opisany w aplikacji patentowej, a następnie w prasie naukowej [3].

Omawiane katalizatory pozwalają otrzymać wiele związków chiralnych z dobrymi czystościami optycznymi, oraz — w porównaniu np. do katalizatorów molibdenowych [4] — są łatwe w otrzymywaniu i zastosowaniu (np. charakteryzują się doskonałą stabilnością na powietrzu i wobec wilgoci).

Ochrona własności przemysłowej opisanego wynalazku opracowanego w Instytucie Chemii Organicznej Polskiej Akademii Nauk, który jest właścicielem patentu polskiego a także zgłoszeń patentowych w EPO, USA, RPA, Chinach, Japonii, Indiach, Singapurze, Kanadzie, Rosji i Izraelu jest finansowana w ramach projektu POIG.01.03.02-14-038/11.

Wynalazek ten jest oferowany przez ICHO PAN do sprzedaży. Na stronie internetowej Instytutu pod adresem http://www.icho.edu.pl w pozycji „Wynalazki” znajduje się lista patentów i zgłoszeń patentowych oferowanych przez ICHO PAN do sprzedaży.

Instytut jest otwarty na wszelkie formy współpracy z przemysłem, poczynając od mikroprzedsiębiorstw a kończąc na wielkich koncernach.

 

 

 

 

Projekt POIG.01.03.02-14-038/11 współfinansowany przez Unię Europejską z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka

Żródła - kliknij, aby zwinąć

 

Literatura:

[1] http://naukawpolsce.pap.pl/aktualnosci/news,402988,zielony-proszek-prof-greli-pomogl-zlamac-amerykanski-monopol.html (dostęp 09/13/15)

[2] Gawin, R.; Pieczykolan, M.; Grela, K. Patent P402 293 oraz zgłoszenia patentowe w: Europejskim Urzędzie Patentowym EP 13721103.3; USA US 14/653,857; Indiach 1454/KOLNP/2015; RPA 2015/04508; Rosji 2015128505; Chinach 201380068600,5; Singapurze 11201503836U; Izraelu 239644; Kanadzie 2,896,268.

[3] Gawin, R.; Pieczykolan, M.; Malińska, M.; Woźniak, K.; Grela, K. Synlett 2013, 24, 1250-1254.

[4] Ximo Olefin Metathesis Catalysts; www.ximo-inc.com/ (dostęp 09/13/15)