Description

Институт химии СПбГУ, Университетский проспект 26, кафедра физической химии, помещение 2152

Layman's description

На сегодняшний день органический синтез является одним из основополагающих направлений от которого зависит огромное число проводимых прикладных и научных исследований. Современные тенденции показывают, что усилия ведущих научных групп брошены на создание новых методов синтеза органических соединений, что обусловлено, прежде всего, спросом со стороны таких областей науки как фармакология и наука о материалах. Однако в подавляющем большинстве случаев реализация той или иной технологи оказывается экономически нецелесообразной ввиду высокой стоимости органических соединений. Всё дело в том, что большинство способов синтеза органических «строительных блоков» крайне плохо автоматизируются ввиду отсутствия универсальных методов синтеза и очистки. По этой причине синтез и очистка сложных органических молекул в настоящее время производятся преимущественно вручную, что является лимитирующим фактором на пути внедрения новых материалов и лекарственных средств. В рамках данного проекта предлагается получение функциональных материалов для последующего применения в автоматизированных системах органического синтеза, которые позволят существенно оптимизировать некоторые наиболее часто встречающиеся процессы в органическом синтезе. Так, предлагается создание полимерного материала с управляемой константой кислотности (pKa) входящих в него основных центров для применения в гетерогенном основном катализе. Автоматизированный реактор, снабженный модулем на основе такого материала, будет способен подстраивать значение pKa в широком диапазоне величин, что позволит с высокой точностью регулировать силу основания под конкретный процесс. Это позволит создать гибкую, универсальную, не имеющих аналогов систему для основного катализа, которая существенно упростит процесс подбора оснований при автоматическом скрининге и оптимизации органических реакций. Также в рамках данного проекта планируется получить другой полимерный материал, который позволит проводить реакцию ацилирования в автоматическом режиме благодаря следующим конкурентным преимуществами: сравнимая с аналогами активность, отсутствие необходимости очистки реакционной массы, возможность регенерации действием дешевых ацилирующих средств (ацилхлоридов). Общим преимуществом отмеченных полимеров будет их «экологичность» ввиду отсутствия выделения побочных продуктов при их функционировании, а также способность к многократной регенерации. Отмеченные преимущества делают предлагаемые функциональные материалы экономически привлекательными при создании гибких систем автоматического синтеза, способных подстраиваться под решение требуемых задач.

Key findings for the stage (summarized)

В рамках данного проекта, ориентированного на создание материалов для автоматизированного органического синтеза, работа велась сразу по двум направлениям. Первое направление работ было нацелено на получение полимеров с управляемой константой кислотности. В первую очередь были проведены подготовительные этапы, связанные с синтезом необходимых прекурсоров и подготовкой оборудования для проведения электрохимичекой полимеризации. Впоследствии это позволило разработать методику электоосаждения целевого полимера и изучить его свойства. С помощью титриметрического анализа удалось зафиксировать наличие двух типов звеньев в цепи полимера, измерить константы кислотности для этих звеньев, а также определить устойчивость полимера в кислотной и основной среде. На текущий момент ведутся работы по изучению зависимости величины константы кислотности от степени допирования полученного полимера. Второе направление работ было нацелено на разработку материалов способных выступать в качестве ацилирующих агентов. На данный момент, с помощью квантово-химических методов расчета удалось определить круг наиболее активных соединений, которые могли бы выступать в качестве звеньев целевого полимера, а также подробно изучить механизм и возможные пути реакции. Для проверки полученных расчетных данных был синтезирован ряд модельных соединений, для которых впоследствии были проведены кинетические измерения. В результате этих измерений удалось зафиксировать два направления реакции, определить константы скорости для полученных модельных веществ, а также установить порядок реакции. В итоге удалось получить хорошую корреляцию расчетных и экспериментальных данных, которая позволит с помощью простых квантово-химических методов проводить обширный поиск наиболее активных ацилирующих агентов.

Academic ownership of participants (text description)

Микшиев Владимир Юрьевич - планирование и проведение экспериментальной и теоретической работы по проекту.
Золенко Михаил Андреевич - проведение работ по синтезу органических прекурсоров

Transfer of the full copy of the report to third parties for non-commercial use: permitted/not permitted

Не разрешается

Check of the report for improper borrowing in external sources (plagiarism): permitted/not permitted

Не разрешается
Short title-
AcronymRSF_MOL_2020 - 1
StatusFinished
Effective start/end date27/07/2030/06/21

ID: 61267818