Organic, Biomolecular, and Pharmaceutical Chemistry (Council of Physical Sciences)
100 %
Panel
Chemistry 2
Department or equivalent
Institute of Chemistry (Eötvös Loránd University)
Participants
Pashinnik, Valeriy Yu. Szabó, Dénes
Starting date
2006-03-01
Closing date
2011-02-28
Funding (in million HUF)
16.000
FTE (full time equivalent)
13.52
state
closed project
Summary in Hungarian
A fluoros fázis alkalmazása a bevezetésétől eltelt egy évtized alatt jelentősen gyarapította a szerves szintézisek eszköztárát. Az ún. fluoros szintetikus és elválasztási módszerek a perfluoralkánok különleges és előnyös tulajdonságainak köszönhetően (víz- és olajtaszító, inert, jó gázoldó készség, nem mérgező és az ózonköpenyt nem károsító, könnyen elválasztható) világszerte igen gyorsan terjednek. A közeli jövőben iránymutatónak számító ”Zöld kémia” irányelveinek bizonyítottan megfelel a napjainkban még fejlődésben lévő ”fluoros kémia”, melynek egyetlen ismert ”problémája” nem más, mint a perfluoralkánok rendkívül hosszú atmoszférikus élettartama (t1/2 nagyobb mint 1000 év). Jelen pályázat célja az, hogy a fluoros kémia fizikai-kémiai alapjainak feltárásával párhuzamosan újabb és a környezetet kevésbé terhelő megoldásokat dolgozzunk ki, illetve erre az követelményre valamennyi felhasználó figyelmét felhívjuk. A következő témákat kívánjuk tanulmányozni: (1) Polimer szervetlen fluorokarbon anyagok (”FUKM”) tesztelése; (2) Új oldószerek kifejlesztése (pl. nem fluoros-ionos-folyadékok, ill. alacsony fagyáspontú oldószerek); (3) Molekulaszerkezet–toxicitás kapcsolata; (4) ”FUKM” típusú hordozós katalizátorok alkalmazása modellreakciókban; (5) A fluorofilitást okozó ún. fluoros szerkezeti elemek variálhatósága és annak hatása a makroszkópikus tulajdonságokra. Bízunk abban, hogy a tervezett vizsgálatok eredményei elősegítik a fluoros kémia fenntartható jövőjének megalapozását.
Summary
Significant advances have been made in the application of the Fluorous Phase to the organic synthesis practice, in particular within Europe, and globally. The unique properties of fluorocarbons (water- and oil-repellency, inertness, high capability to dissolve gases, non-toxicity and ozon-friendly behavior, easy separation) make the Fluorous Phase a very promising tool in organic chemistry. Especially the Fluorous Phase has demonstrated to be perfectly compatible with Green Chemistry strategy of the near future. In the first decade of this field only one ”problem” has been identified, which is the long atmospheric life time of perfluoroalkanes, which is estimated larger than 1000 years. The aim of this Proposal is to assemble different approaches, which can provide a sustainable futurefor the developing fluorous chemistry. Different aspects of fluorine chemistry will be investigated with particular focus on: (1) Replacement of Fluorous Solvents by Inorganic Fluorous Composite Materials; (2) Synthesis and Design of Novel Generation Fluorous Ionic Liquids; (3) Study of structure – biological activity (toxicity) correlation and development of novel fluorous media; (4) Application of fluorous porphyrins in catalytic C-C, C-O and C-N bond forming reactions; (5) Synthesis and Design of Fluorous Ponytails with Tunable Properties. We believe, that the above studies will facilitate the transformation of today’s Fluorous Chemistry to a long lasting and “Sustainable Paradigm”.
Final report
Results in Hungarian
(1) A „zöldebb” fluoros kémia kialakítása érdekében számos trifluormetil-csoportban gazdag reagens hatékony szintézisét dolgoztuk ki, melyek könnyen hozzáférhető szerves fluorvegyületek hasznosítására és várhatóan nagyobb környezeti lebomlási készségére hívják fel a figyelmet.
(2) Eljárásokat dolgoztunk ki 3-perfluoralkil-propanol és 3-perfluoralkil-propén típusú intermedierek előállítására, illetve a köztitermékként megjelenő ún. jódhidrinek sokoldalú preparatív átalakítására.
(3) Új típusú fluoros ionos folyadékokat, imidazólium-sókat és más intermediereket állítottunk elő.
(4) Orosz fejlesztésű kompozit anyagokat (FUKM, FUKM-M és FUKM-MT) kémiai reagensként, illetve átmenetifém katalizátor (Pd/FUKM) hordozóként alkalmaztunk.
(5) Tanulmányoztuk a Hiyama- és a Heck-kapcsolási reakciók mechanizmusát és szintetikus alkalmazhatóságát.
(6) CF3I reagnest S-alkilezőszerként alkalmaztuk
(7) Prof. Bühlmann al együttműködve fluoros ionofórokat és elektrokémiai szenzorokat készítettünk.
(8) Azonosítottuk egy új potenciális fluorátvivő reagens molekulaszerkezeti feltételeit, melynek segítségével lehetőségünk nyílik a fluoros kémiából (fluortartalmú modulok) a fluorkémiába (szén-fluor kötesek kialakítása) átlépnünk. Ez lehetőséget ad a gyógyszerkémia számára fontos egy, kettő, vagy három fluoratomot tartalmazó vegyületek hatékony előállításához.
Több közlemény csak a kövtekező évben fog megjelenni, kérem az értékelésnél ezt vegyék figyelembe.
Results in English
(1) For Greener Fluorous Chemistry we developed the synthesis of several reagents from easily accessible precursor, reach in CF3-goups, which expected to have less impact and shorter environmental half-lives.
(2) Novel methods for the synthesis of 3-perfluoroalkyl-propanols and –propenes were disclosed along with the uses of their synthetic intermediates.
(3) New types of fluorous ionic liquids were synthesised based on imidazolium-salts.
(4) Carbon-fluorinated carbon composite materials of Russian origin were applied as chemical reagents and transition metal catalyst support material (e.g. Pd/FUKM) .
(5) Hiyama- and Heck-reactions with fluorous substrates were studied for a synthetic and mechanistic point of view.
(6) Trifluoroiodomethane was used for improved S-alkylating processes.
(7) Fluorous ionophores and electrochemical sensors were designed for the first time in co-operation with Prof. Bühlmann.
(8) The structural requirements for a potential new fluorine-transfer reagent were identified and a Patentable process designed. This will allow the introduction of one, two or three fluorine atoms into target pharmaceutical molecules, and allow a shift from the fluorous to the fluorine chemistry (i.e. from F-building blocks to create C-F bonds).
Please consider that some more publications are expected to appear only in the next year!
Rábai J; Csapó Á; Harsányi A; Dorkó É; Bodor A: Új módszerek fluortartalmú csoportok szerves molekulákba történő bevitelére, MKE_1. Nemzeti Konferencia _Sopron_Összefogaló, 2011
Rábai J; Bálint AM; Szíjjártó Cs; Szabó D: Mixture synthesis of fluorous ketals: Mitsunobu reaction of homologous 3-perfluoroalkyl-propanols with hexafluoroacetone sesquihydrate and collective determination of, QSAR Comb. Sci. 25: 761-765., 2006
Szabó D; Mohl J; Bálint AM ; Bodor A; Rábai J: Novel generation ponytails in fluorous chemistry: Synthesis of primary, secondary, and tertiary nonafluoro-tert-butyloxy) ethyl amines, J. Fluorine. Chem. 127: 1496-1504, 2006
D. Szabó, A. Nemes, I. Kövesdi, V. Farkas, M. Hollósi, J. Rábai: Synthesis and Characterization of Fluorous (S)- and (R)-1-Phenylethylamines that Effect Heat Facilitated Resolution of (±)-2-(8-Carboxy-1-naphthylsulfinyl)benzoic, J. Fluorine. Chem.; 127, 1404-1414., 2006
Rábai J; Szabó D; Nemes A; I. Kövesdi I: Control of macroscopic properties by molecular structure design for ideal product separations, Advanced Inorganic Fluorides, Proceedings of ISIF-2006, The Second International Siberian Workshop Intersibfluorine -2006. pp. 245-249., 2006
Rábai J; Ivanko P; Szabó D; Szíjjártó Cs: Eljárás transz-3-(perfluoralkil) allil-alkoholok előállítására, Patent Memorandum, Eötvös Loránd University, Budapest, April 28, 2006
Rábai J; Szíjjártó Cs; Ivanko P; Szabó D: 3-(Perfluoroalkyl)propanols: Valuable Building Blocks for Fluorous Chemistry, Synthesis, (-:) 2581-2584, 2007
Szijjártó C; Ivanko P; Takács FT; Szabó D; Rábai J: SYNTHESES OF FLUOROUS PROPENES FROM 3-PERFLUOROALKYL-2-IODO-1-PROPANOLS, J Fluorine Chem 129: 386-389, 2008
Lai CZ; Koseoglu SS; Lugert EC; Boswell PG; Rábai J; Lodge TP; Buhlmann P: FLUOROUS PLOLYMERIC MEMBRANES FOR IONOPHORE-BASED ION-SELECTIVE POTENTIOMETRY: HOW INERT IS TEFLON AF?, J Am Chem Soc 131:(4) 1598-1606, 2009
Boswell PG; Szíjjártó Cs; Jurisch M; Gladysz JA; Rábai J; Bühlmann P: FLUOROPHILIC IONOPHORES FOR POTENTIOMETRIC PH DETERMINATIONS WITH FLUOROUS MEMBRANES OF EXCEPTIONAL SELECTIVITY, Anal Chem 80:(6) 2084-2090, 2008
Rábai J; Csapó Á; Szíjjártó Cs; Mitkin VN: CONVENIENT SYNTHESIS OF FLUOROUS SILOXANES AND HALOSILANES AND THEIR APPLICATION FOR HECK- AND HIYAMA-COUPLING REACTIONS, 19th ISoFC-ISoFT’09 Jackson Hole, Wyoming, USA, August 23-28, 2009, 2009
Csapó Á; Rábai J: SYNTHESIS OF FLUOROUS ALKENYL-FLUOROSILANES AND THEIR APPLICATION IN HIYAMA COUPLING REACTION, 16th European Symposium on Fluorine Chemistry, Ljubljana, Sl, (absztrakt beküldve), 2010
