Razvoj imobiliziranih katalizatorjev za pripravo devtiriranih organskih spojin

Šifra projekta: J7-50041

Vodja projekta: dr. Ross David Jansen-van Vuuren

 

Povzetek projekta ImCatD:

Organske spojine, označene z devterijem (D), se uporabljajo na številnih področjih, kot so npr. medicinska kemija, uporaba funkcionalnih materialov, v bioanalitični podpori in biomolekularnih raziskavah. Spojine, označene z D, lahko pripravimo posredno, v totalni sintezi iz devteriranih izhodnih surovin ali z uporabo devteriranih reagentov ali neposredno, z izmenjavo vodika ali drugega atoma v končni ciljni molekuli z devterijem. Pri obeh načinih uporaba katalizatorjev omogoča blažje reakcijske pogoje in visoko selektivnost. Vendar so ti katalizatorji, ki jih po končani reakciji pogosto zavržemo, pogosto zelo dragi. Številni najsodobnejši organokovinski katalizatorji vsebujejo redke plemenite kovine, kot sta iridij ali paladij, ki lahko v devteriranih produktih ostajajo kot neželene primesi. Ustvarjanje imobiliziranih različic teh katalizatorjev, ki jih je možno obnoviti in reciklirati, pomeni napredek v smeri krožne kemije, kar je v skladu z 12. ciljem trajnostnega razvoja Združenih narodov (zagotavljanje trajnostnih vzorcev potrošnje in proizvodnje) in evropskim zelenim dogovorom. V tem projektu z naslovom Immobilized Catalysts for Deuteration ("ImCatD") predlagamo razvoj in evalvacijo novih imobiliziranih (bio)katalizatorjev za uporabo v reaktorskih sistemih s stalnim pretokom (CFRS). Projekt je interdisciplinaren in vključuje domače znanstvenike s področja organske in polimerne kemije, mikroprocesov in biokemije ter sodelavce iz Nemčije, Švedske in Združenega kraljestva. Naš končni cilj je prikazati zelo zaželeno devteriranje kompleksnih molekul, kot so farmacevtske spojine v končnih fazah sintez z uporabo imobiliziranih katalizatorjev v CFRS.

Short Summary of ImCatD:

Deuterium(D)-labelled organic compounds are used in many fields e.g., medicinal chemistry, functional materials, and bioanalytical or biomolecular analysis. D-labelled compounds can be prepared either indirectly, via total synthetic routes (starting from deuterated substrates or by using deuterated reagents), or directly, by exchanging hydrogen (or another atom) in the target molecule with deuterium. For both routes, the use of catalysts enables milder reaction conditions and high selectivity. However, these catalysts, which are often disposed of post-reaction, are often expensive, while many of the state-of-the-art organometallic catalysts contain rare precious metals such as Ir or Pd which can contaminate the deuterated products. Creating immobilized, recoverable, and recyclable versions of these catalysts represents an advance towards circular chemistry, aligning with the United Nations Sustainable Development Goal # 12 (Ensure sustainable consumption and production patterns) and the European Green Deal. In this project, Immobilized Catalysts for Deuteration (“ImCatD”), we propose to develop and evaluate new immobilized (bio)catalysts to be employed in continuous flow reactor systems (CFRS). The project is interdisciplinary, involving organic and polymer chemists, microprocess engineers, and biochemists, and includes collaborators from Germany, Sweden, and the U.K. Our ultimate goal is to demonstrate the highly coveted late stage deuteration of complex molecules such as pharmaceutical compounds using immobilized catalysts in CFRS.