КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 24-43-00096
НазваниеРазработка фтор-содержащих бифункциональных катализаторов полимеризации
Руководитель Чусов Денис Александрович, Доктор химических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н.Несмеянова Российской академии наук , г Москва
Конкурс №86 - Конкурс 2023 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований международными научными коллективами» (NSFC)
Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-101 - Синтез, строение и реакционная способность органических соединений
Ключевые слова бифункциональный катализ, органокаталитическая полимеризация, металлоорганические соединения, полимеризация лактонов
Код ГРНТИ31.21.00, 31.25.00
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Производство биовозобновляемых, биосовместимых и биоразлагаемых материалов имеет огромное значение для общества. Полиэфиры считаются одними из наиболее перспективных кандидатов для создания таких материалов. Этот проект направлен на разработку новых каталитических подходов к синтезу сложных полиэфиров с высокой эффективностью и селективностью. Эта цель будет достигнута за счет разработки новых высокоэффективных моно- и поли-фторированных катализаторов. Российский коллектив авторов имеет большой опыт разработки высокоэффективных каталитических систем, в том числе активацией металлоорганических соединений фторидными добавками. Используя этот подход, были разработаны эффективные катализаторы для связывания СО2 в циклические карбонаты, энантиоселективных реакций присоединения и ряда других процессов. Китайский коллектив авторов имеет большой опыт изучения реакций полимеризации и разработки эффективных органокатализаторов для этого процесса. В этом проекте подходы, разработанные международной командой, будут применяться в синтезе полимеров. Будут исследованы два основных подхода: органокатализируемая полимеризация с раскрытием цикла с использованием мультифторированных-катализаторов и катализируемая металлами полимеризация, активируемая фторидами.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Аннотация результатов, полученных в 2024 году
В отчетном году в рамках проекта РНФ 24-43-00096 были достигнуты следующие результаты:
1) Оптимизирован метод получения кислоты Бренстеда H(OEt2)2[Al(OtfBu)4], что позволило выделить соединение с более высокой степенью чистоты, чем было достигнуто в литературе.
2) Изучена каталитическая активность кислоты Бренстеда H(OEt2)2[Al(OtfBu)4] в полимеризации ε-капролактона. Исследовано влияние растворителя, температуры, времени реакции, загрузки катализатора и некоторых других параметров на скорость полимеризации и молекулярно-массовые характеристики полимерного продукта. Показано, что активность исследуемого соединения значительно превосходит все описанные ранее в литературе катализаторы данного типа.
3) Проанализировано применение фторидов переходных металлов в катализе органических реакций. Обнаружено, что во многих случаях замена другого галогенида при металлическом центре на фторид приводит не только к ускорению реакции, но и к изменению селективности. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2024.216114
4) Изучена возможность in situ активации каталитических систем на основе хлоридных комплексов переходных металлов в полимеризации ε-капролактона фторид-анионом. Обнаружено трехкратное увеличение конверсии мономера при использовании марганецсодержащего катализатора совместно с источником фторид-аниона.
5) Сверх плана обнаружена возможность проведения медь-катализируемой реакции цианофторсульфонилирования олефинов. https://doi.org/10.1021/acs.orglett.4c03495
6) Получен ряд соединений – аналогов TBAT (тетрабутиламмоний трифенилдифторсиликата), отличающихся количеством атомов фтора в силикатном анионе и структурой катионного фрагмента. Синтезированы две серии соединений: с тетраалкиаммонийным и с гетероциклическим (имидазолиевым) катионами. Многие из указанных соединений получены впервые.
7) Изучена каталитическая активность синтезированных аналогов TBAT в полимеризации δ-валеролактона. Обнаружена закономерность между количеством атомов фтора в силикатном фрагменте и активностью катализатора. Изучены молекулярно-массовые характеристики полимерных продуктов. Выявлены перспективные для дальнейших исследований катализаторы.
Публикации
1.
Ронгбиоа Вей, Яо, Хуанг, Афанасьев О.И., Янгмин Ли, Чусов Д.А., Сайху Лиао
Cyano-Fluorosulfonylation of Unactivated Alkenes by Photoredox and Copper Dual Catalysis
Organic Letters, 2024, 26, 42, 9132–9137 (год публикации - 2024)
10.1021/acs.orglett.4c03495
2.
Цыганков А.А., Козлов А.С., Сайху Лиао, Чусов Д.А.
Application of transition metal fluorides in catalysis
Coordination Chemistry Reviews, Coordination Chemistry Reviews, Volume 519, 216114 (год публикации - 2024)
10.1016/j.ccr.2024.216114