Jóźwik Bartłomiej
Zakład Chemii Organicznej i Technologii Chemicznej
Pracownia Technologii Organicznych Materiałów Funkcjonalnych
Nanocząstki srebra modyfikowane rodnikami nitroksylowymi jako selektywne katalizatory w utlenianiu alkoholi
Bartłomiej Józwik
Promotor: dr Agnieszka Krogul-Sobczak
Opiekun: dr hab. Elżbieta Megiel
Selektywne utlenianie alkoholi do związków karbonylowych jest kluczowym typem reakcji w syntezie organicznej. Otrzymane produkty znajdują szerokie zastosowanie m.in. w farmacji (produkcja antybiotyków). Znane metody utleniania alkoholi (laboratoryjne oraz przemysłowe) cechuje szereg ograniczeń (niska selektywność, stechiometryczne ilości toksycznych reagentów, wysokie stężenia katalizatora, wysokie temperatury oraz długie czasy reakcji).
Od wielu lat trwają badania nad opracowaniem nowych układów katalitycznych, a także nad zwiększeniem aktywności i selektywności katalizatorów już istniejących, które umożliwią utlenianie alkoholi za pomocą O2 w łagodnych warunkach. Do najbardziej aktywnych katalizatorów należą układy zawierające sól miedzi i rodnik nitroksylowy [1-4]. Ze względów ekonomicznych uzasadniona jest chęć podjęcia próby immobilizacji rodnika nitroksylowego na nośniku, pozwalająca na jego wielokrotne zastosowanie. Biorąc pod uwagę opisane w literaturze właściwości katalityczne nanocząstek srebra w utlenianiu alkoholi, korzystnym rozwiązaniem może być wykorzystanie ich jako nośnika.
Celem pracy magisterskiej było zbadanie aktywności katalitycznej nowego układu: Cu(I)/bipy/T-AgNPs (gdzie: T-AgNPs = nanocząstki srebra pokryte ligandem zawierającym TEMPO [5]) w utlenianiu szeregu alkoholi za pomocą O2 w łagodnych warunkach.
W wyniku przeprowadzonych badań:
1) opracowano syntezę stabilnych nanocząstek srebra z wysoką procentową zawartością liganda,
2) opracowano nowy układ katalityczny, charakteryzujący się wysoką aktywnością w selektywnym utlenianiu: alkoholu benzylowgo, furfurylowego i 1-heptanolu za pomocą O2, do odpowiednich związków karbonylowych,
3) zoptymalizowano metodę pozwalającą na wielokrotne stosowanie nanocząstek srebra w kolejnych cyklach reakcyjnych.
Literatura:
[1] M.F. Semmelhack et al., J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 3374−3376,
[2] P. Gamez et al., Chem. Commun. 2003, 2414−2415,
[3] E.T.T. Kumpulainen et al., Chem. Eur. J. 2009, 15, 10901−10911,
[4] J.M. Hoover et al., J. Am. Chem. Soc., 2011, 133, 16901–16910,
[5] M. Goździewska et al., RSC Adv., 2015, 5, 58403−58415.