Katalüüsi uurimisrühm

Nimetus
Research group of catalysis
Uurimisrühma juht
Klassifikaator (Frascati)
Ülevaade
Uurimisrühma laiem tegevusala on asümmeetriline orgaaniline süntees. Tegeldakse bioaktiivsete ühendite totaalsünteesi ja kitsamalt eri liiki asümmeetriliste reaktsioonide uurimisega. Seejuures keskendutakse asümmeetrilistele organokatalüütilistele reaktsioonidele, pöörates tähelepanu kovalentsetel sidemetel põhinevale aminokatalüüsile, mittekovalentsetel interaktsioonidel baseeruvale vesiniksideme ja halogeensideme katalüüsile ning ensümaatilisele ja ko-katalüüsile. Mitmed uuritud reaktsioonidest on kaskaadreaktsioonid, st järjestikku toimub mitu reaktsiooni ja ühes sünteesietapis tekib mitu uut keemilist sidet. See tõstab reaktsioonide aatomefektiivsust, vähendab läbiviidavate etappide arvu ja muudab meetodi keskkonnasõbralikumaks. Suurema praktilise väärtusega on rinnapiimas leiduvate oligosahhariidide (HMO-de) süntees.Sünteetilist uurimistööd toetavad nii spektroskoopilised, kristallograafilised ja kromatograafilised eksperimendid kui ka teoreetilised kvantkeemilised arvutused. Läbiva teemana iseloomustab uurimistööd jätkusuutliku ja rohelise keemia printsiipide rakendamine asümmeetrilises sünteesis.
The main research object of the group is asymmetric organic synthesis. The research includesa total synthesis of bioactive compounds and specific investigations of cascade and catalytic reactions. Studies of asymmetric organocatalytic reactions are of importance. Aminocatalysis basedon covalently bound compounds, hydrogen-bondand halogen-bond catalysis based on noncovalentinteractions, enzymatic and co-operative catalysis are the main topics. Several reactions underthe study are cascade reactions providing severalnew chemical bonds in one step. It increasesatom-efficiency, decreases the number of stepsneeded and makes the whole process environmentally more benign (the number of work-upsteps and amount of solvent is diminished). Thesynthesis is supported by spectroscopic andcrystallographic experiments, chromatographyand quantum chemical calculations.The characteristic feature of the research is theapplication of the principles of sustainable andgreen chemistry in asymmetric synthesis.
Võtmesõna
asümmeetriline süntees
asymmetric synthesis
organokatalüüs
organocatalysis
kaskaadreaktsioonid
cascade reactions
halogeensideme katalüüs
halogen-bond catalysis
enzymatic catalysis
oligosahhariidide süntees
oligosacharides
Tähtsamad tulemused
2024. aastal: Leiti kiire meetod lihtsate ja kergesti kättesaadavate kiraalsete primaarsete amiinide sidumiseks (aminometüleeritud)polüstüreenile. Selleks kasutati tahke faasi peptiidsünteesis tuntud kandjat ja reaktsioone. Erinevaid kandjaid ja kiraalseid amiine skriinides leiti tingimused, kus Wittigi ümberasetusreaktsioon tahkele kandjale seotud aminokatalüsaatori manulusel toimus kõrge saagise ja enantioselektiivsusega. Lihtsustatud isoleerimisprotsess, mis hõlmas vaid filtrimist ja pesemist, võimaldas kergesti samaaeglaselt eraldada nii produkti kui ka katalüsaatori. Avastati ka, et heterogeensete katalüsaatorite taaskasutamise võtmesammuks on kandja vabade aminorühmade blokeerimine, mis muidu deaktiveeriks katalüsaatori ja konkureeriks kandjale seotud aminokatalüsaatoritega. Immobiliseeritud katalüsaatorid, mille vabad aminorühmad olid blokeeritud mahuka pivaloüülrühmaga, olid efektiivsed ja ka korduvkasutatavad: neid sai taaskasutada kuni kuus korda ilma olulise deaktiveerumiseta, kusjuures reaktsiooni stereoselektiivsus ei langenud.