Zespół V

08/01/2019
KierownikPublikacjeSkład ZespołuTematyka

Kataliza homogeniczna i heterogeniczna kompleksami metali

 

Kierownik:

Dr Michał Michalak
e-mail: michal.michalak@icho.edu.pl

Doktorat – Instytut Chemii Organicznej PAN, Warszawa, 2007
Post-doc, Laboratorium Syntezy Organicznej, Ecole Polytechnique (Prof. Samir Zard stypendium firmy L’Oréal), Palaiseau, Francja, 2008
Post-doc, Laboratorium Syntezy Metaloorganicznej, Wydział Chemii, Uniwersytet Warszawski (Prof. Karol Grela), Warszawa, 2009-2010

Realizowane granty:

SONATA BIS – (2017/26/E/ST5/00510) Nowe N-heterocykliczne karbenowe kompleksy złota: od aktywności katalitycznej do zastosowań medycznych

M. Michalak, W. Kośnik, „Chiral N-heterocyclic Carbene Gold Complexes: Synthesis and Applications in Catalysis”, Catalysts 2019, 9 (11), 890-929.


P. J. Czerwiński, M. Michalak*, „Synthetic Approaches to Chiral Non-C 2-symmetric N-Heterocyclic Carbene Precursors”, Synthesis 2019; 51(08): 1689-1714.


2018

I. Misztalewska-Turkowicz, K. H. Markiewicz, M. Michalak, A. Z. Wilczewska „NHC-copper complexes immobilized on magnetic nanoparticles: Synthesis and catalytic activity in the CuAAC reactions”, J. Catal., 2018, 362, 46-54.


2016

K. Wolosewicz, M. Michalak, J. Adamek, B. Furman, „Studies on the Enantioselective Kinugasa Reaction: Efficient Synthesis of β-Lactams Catalyzed by N-PINAP/CuX Complexes”, Eur. J. Org. Chem., 2016, 82, 2212-2219.


P. Horeglad, M. Cybularczyk, A. Litwinska, A. M. Dabrowska, M. Dranka, G. Z. Zukowska, M. Urbanczyk, M. Michalak, „Controlling the stereoselectivity of rac-LA polymerization by chiral recognition induced the formation of homochiral dimeric metal alkoxides”, Polymer Chemistry, 2017, 7, 2022-2036.


P. Czerwiński, E. Molga, L. Cavallo, A. Poater, M. Michalak, „NHC–Copper(I) Halide-Catalyzed Direct Alkynylation of Trifluoromethyl Ketones on Water”, Chem. Eur. J., 2016, 22, 8089-8094.


 

Asystenci:

dr Michał Nowacki

Doktoranci:

Katarzyna Śniady  

Studenci:

Magdalena Dolna

Łukasz Stępowski

Tematyka badań:

Odkrycie ponad 30 lat temu N-heterocyklicznych karbenów zrewolucjonizowało obszar katalizy metalami przejściowymi, głównie dzięki unikalnym właściwościom elektronowym. Połączenie silnych właściwości s-donorowych oraz słabych p-akceptorowych warunkuje możliwość tworzenia stabilnych kompleksów metali przejściowych. Z drugiej strony możliwość łatwej zmiany struktury liganda bez zasadniczej zmiany struktury elektronowej umożliwia nieograniczone projektowanie nowych ligandów o wymaganych właściwościach sterycznych i elektronowych. Z tego względu główne zainteresowania badawcze zespołu V dotyczą zastosowania N-heterocyklicznych karbenowych kompleksów metali w procesach aktywacji wiązań wielokrotnych węgiel-węgiel w procesach tandemowych.

 

Bezpośrednie katalityczne alkynylowanie „na wodzie”

Procesy tandemowe stanowią fundamentalne narzędzie do kreowania złożonych cząsteczek, jednocześnie umożliwiając zmniejszenie ilości odpadów i obniżenie kosztów syntezy. Biorąc pod uwagę aspekt ekonomiczny i obecne problemy związane z zanieczyszczeniem środowiska, opracowanie reakcji chemicznych z wykorzystaniem tzw. „zielonych rozpuszczalników” stanowi jeden z głównych celów nowoczesnej katalizy. Nasze obecne badania jednoznacznie potwierdziły możliwość praktycznego zastosowania N-heterocyklicznych karbenowych kompleksów miedzi(I) w reakcjach bezpośredniego katalitycznego alkynylowania, polegających na C-H aktywacji terminalnych alkinów z utworzeniem acetylenku i jego następczej addycji do wybranych elektrofili. W toku prowadzonych badań opracowano procedurę otrzymywania N-hydroksylopropargiloamin oraz alkoholi trifluoropropargilowych „na wodzie”. Identyczne warunki, czyli połączenie N-heterocyklicznych karbenowych kompleksów miedzi jako katalizatora oraz wody jako rozpuszczalnika umożliwiło otrzymanie szeregu fluorowanych związków heterocyklicznych w wyniku tandemowego procesu tworzenia acetylenku, addycji i cyklizacji połączonej z jednoczesnym odwodnieniem.

 

Immobilizacja N-heterocyklicznych karbenowych kompleksów metali i ich zastosowanie w warunkach katalizy heterogenicznej

Kataliza heterogeniczna stanowi logiczny kierunek rozwoju katalizy homogenicznej, który umożliwia implementację osiągnięć naukowych bezpośrednio w procesach przemysłowych. Rozwój procesów przemysłowych korzystnie wpływa na nasze codzienne życie, głównie dzięki opracowaniu nowych reakcji (procesów) chemicznych przyjaznych środowisku, stanowiących „zieloną” alternatywę do obecnie istniejących. Prowadzone badania umożliwiły, po raz pierwszy, syntezę stabilnych kompleksów NHCCuCl2, immobilizowanych na magnetycznych nanocząstkach oraz ich zastosowanie w reakcji Hüisgena w warunkach heterogenicznych, prowadzącej do bardzo cennych triazoli.

 

N-Heterocykliczne karbenowe kompleksy złota

Przez wiele lat, kompleksy złota były uważane za całkowicie bezużyteczne w chemii organicznej. W miarę postępu wiedzy w tej dziedzinie, zadano kłam tej tezie i od początku XXI w. jesteśmy świadkami „gorączki złota” w katalizie. Związki złota, dzięki swoim p-kwasowym właściwościom, czyli zdolności do odziaływania z elektronami wiązań wielokrotnych skutecznie katalizują szereg użytecznych transformacji alkenów, alkinów i allenów, nieosiągalnych innymi metodami. Mając na uwadze łatwość zmian strukturalnych i elektronowych N-heterocyklicznych karbenów, stanowią one znakomitą platformę do syntezy ściśle zdefiniowanych i stabilnych kompleksów złota(I) i złota(III). Ich dostępność warunkuje możliwość zbadania unikalnych właściwości katalitycznych oraz opracowanie na ich podstawie nowych leków (metallodrugs).

No Comments

Skip to content