Heterogn katalitikus aszimmetrikus hidrognezsek Ksrletek Sprolin s dihidroizoforon

Heterogén katalitikus aszimmetrikus hidrogénezések: Kísérletek (S)-prolin és dihidroizoforon reakciójával Készítette: Fodor Mátyás Témavezető: Dr. Tungler Antal Ph. D. hallgató tanszékvezető egyetemi tanár Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Kémiai Technológia Tanszék

Kutatások célja n n Az enantioszelektív hidrogénezések terén új, hatékony királis módosítók felkutatása - potenciális módosítók szintézise - módosítók hatásának vizsgálata C=C és C=O kötések hidrogénezési reakcióiban - minták elemzése királis kolonnával felszerelt gázkromatográffal Szignifikáns (>5%) enantioszelektivitás esetén kísérlet a reakció optimalizálására

n Izoforon hidrogénezése n Etil-piruvát hidrogénezése n Tesztreakciók főbb paraméterei: Modellreakciók 0, 01 mol szubsztrátum, 0, 05 g katalizátor, 6 óra 10 ml oldószer, módosító : szubsztrátum = 1 : 100 n Enantioszelektivitás:

Munkaterv n n A hatásos királis módosító szerkezetére vonatkozó tapasztalati kritériumok: - kondenzált aromás gyűrű („horgonyzó csoport”) - sztereogén centrum merev környezetben - bázikus, szekunder, vagy tercier nitrogénatom A prolin bázisú módosítókban a nitrogént alkilezéssel tercier atommá alakítjuk, olyan alkil csoporttal, ami a szubsztrátumban is megvan. (Származékkal történő reszolválás analógiájára!) n Kérdés: Javul-e az enantioszelektív hatás?

A potenciális módosító „horgonyzó csoport”

Izoforon és (S)-prolin reakciója n A kapott termék N-(3, 3, 5 -trimetil-ciklohexil)-prolin: n Két diasztereomer elegye keletkezett n 1 mol ekvivalens hidrogénfogyás után leállítva a reakciót, a reakcióelegyben lévő termékek: n n n az eredetileg bemért (S)-prolin 50 -70%-a dihidroizoforon és izoforon elegye N-alkilezett prolinok elegye

Reakcióséma

Kalibrációs vizsgálat n Líneáris összefüggés, de nagyon érzékeny napi kontrol n 0 -0. 005 mmol/ml tartományban megbízható n Továbbra is kérdéses, vizsgálat közben mennyire bomlik az N-alkilezett prolin

DHIF: S-Pro=2: 1 osz. : Me. OH p = 9 bar T = 25°C DHIF, mol Pd/C, g o. sz. , ml V, ml előkeverés. , h DHIF**, % 0. 010* 0. 100 10 25 0 50 0. 200* 0, 5+0, 3 0 500 0 100 0. 010 0. 100 10 25 0 50 33. 1 0. 005 0. 025 10 25 16 50 24. 8 0. 005 0. 025 10 40 16 >90 20. 5 0. 010 0. 050 20 100 16 >90 18. 0 0. 005 0. 025 10 25 44 >90 72. 1 0. 005 0. 025 10 40 44 >90 19. 2 0. 010 0. 050 20 100 44 >90 35. 8 0. 005 0. 025 10 25 8 60 20. 7 0. 005 0. 025 10 40 8 60 52. 9 0. 010 0. 050 20 100 8 70 21. 6 0. 030 0. 100 50 100 8 60 31. 3 0. 030 0. 100 50 750 8 80 29. 7 * telítettlen izoforon került bemérésre, prolint nem tartalmazott a reakcióelegy ** a hidrogénfogyás megálltakor korrigált összes dihidroizoforon *** (S) dihidroizoforon enantiomerfeleslege a termékelegyben e. e. ***, %

Reakciókörülmények: 0. 03 mol DHIF, 0. 03 mol (S)-prolin, 0. 1 g 10% Pd/C, 50 ml Me. OH, 9 bar, 25°C, n = 500 / min, V = 250 ml, előkevertetés: 45 h

Reakciókörülmények: 0. 03 mol DHIF, 0. 03 mol (S)-prolin, 0. 1 g 10% Pd/C, 0. 1 g K 2 CO 3, 50 ml Me. OH, 9 bar, 25°C, n = 500 / min, V = 250 ml, előkevertetés: 63 h

Izoforon hidrogénezése Reakciókörülmények: 0. 03 mol DHIF, 0. 03 mol (S)-prolin, 0. 1 g 10% Pd/C, 0. 1 g K 2 CO 3, 50 ml Me. OH, 9 bar, 25°C, n = 500 / min, V = 250 ml, előkevertetés: 63 h

GC-MS vizsgálatok a szerves maradékon konverzió ~ 30% ~100%

Összefoglalás n n n Dihidroizoforon és (S)-prolin 1: 1 arányú elegye az optimális Az előkevertetés bizonyos idő eltelte után már nem befolyásolta a reakció kimenetelét Az optimális hozam 50 -60%-os konverziónál érhető el Kálium-karbonát hozzáadása a kinetikus reszolválást nem befolyásolta, a reakció lassult GC analízis meghatározott feltételek közt alkalmas lehet a mennyiségi elemzésre Irodalomjegyzék: § É. Sípos, Ph. D. Értekezés (2003) § T. Tarnai, „Műszaki Doktori Értekezés” § É. Sípos, A. Tungler, I. Bitter, J. Mol. Catal A 198 (2003) § É. Sípos, A. Tungler, I. Bitter, M. Kubinyi, J. Mol. Catal A 186 (2002) § A. I. Mc. Intosh, D. J. Watson, J. W. Burton, R. M. Lambert, J. Am. Chem. Soc. (2006)

Köszönöm a figyelmet!