Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

Nowe osiągnięcia naukowe dzięki zastosowaniu boru

Naukowcom korzystającym z dofinansowania UE udało się znacznie poszerzyć zakres elementów składowych dostępnych dla chemii syntetycznej. Pozwoliło to stworzyć nowatorskie związki fluorescencyjne do czujników biologicznych i termometr.
Nowe osiągnięcia naukowe dzięki zastosowaniu boru
Przemysłowa chemia syntetyczna opiera się na zestawie ligandów i wysoce selektywnych katalizatorów, których można użyć do wytworzenia potrzebnych czystych substancji chemicznych. Kluczowym kierunkiem badań jest zatem tworzenie nowych ligandów i katalizatorów zarówno dla znanych reakcji, do których obecnie nie ma odpowiednich związków, jak i nowych reakcji, które pozwoliłyby uzyskiwać nowatorskie produkty.

Naukowcy zainicjowali finansowany ze środków UE projekt ANCNAC ("Applications of new chiral nitrogen-based ligands in asymmetric catalysis") w celu opracowania nowej rodziny ligandów azotowych (donorów azotu) jako alternatywy dla ligandów fosforowych, co otworzyłoby drogę do syntezy nowych związków organicznych. Ze względu na brak reaktywności lub enancjoselektywności w zaplanowanych na pierwszych kilka miesięcy projektu reakcjach katalizowanych palladem i miedzią, zespół projektowy podjął decyzję o zmianie kierunku prac i zajął się borowaniem wiązań węglowo-wodorowych (C-H) z wykorzystaniem ligandów azotowanych.

Doświadczenia z borowaniem wiązań C-H zakończyły się pełnym powodzeniem. Przekształcenie niereaktywnych wiązań C-H w wiązania C-B (z borem) umożliwiło syntezę wielu związków pośrednich niezbędnych do syntezy substancji chemicznych o wysokiej wartości, w tym cząsteczek o znaczeniu biologicznym. Badacze uzyskali pełną regioselektywność (selektywność obejmującą konkretny izomer związku) z użyciem łatwych w syntezie (a tym samym łatwo dostępnych) ligandów. Wyniki rozszerzono na proces dwuborowania w celu syntetyzowania związków dwuborowanych, które mogą posłużyć za związki pośrednie do wprowadzania dwóch różnych elektrofilów w celu uzyskania niesymetrycznych cząsteczek o 2,6-krotnej disubstytucji.

Ten sam kierunek badań doprowadził badaczy do zastosowania tej metody borowania wiązań C-H do syntezy borowanych barwników fluorescencyjnych. Uzyskane związki z nowatorskiej rodziny fluoroforów cząsteczkowych okazały się dawać możliwość strojenia elektronicznego. Dodatkowo zaobserwowano przełączane emisje fluorescencyjne. Obecnie zespół opracowuje kilka nowych układów, między innymi termometr fluorescencyjny i czujniki do układów żywych: czujnik nadtlenku wodoru (H2O2) i czujnik węglowodanów.

Badania reakcji borowania i dwuborowania w ramach projektu ANCNAC doprowadziły do cennych odkryć o dużym znaczeniu dla chemii syntetycznej, a nawet biomedycyny. Oczekuje się, że wyniki powinny wspomóc procesy produkcji i stosowania nowatorskich związków chemicznych o wysokiej wartości, zwiększając konkurencyjność europejskiego przemysłu produkcji chemicznej i wzmacniając gospodarkę UE.

Powiązane informacje

Śledź nas na: RSS Facebook Twitter YouTube Zarządzany przez Urząd Publikacji UE W górę