Chirální hybridní organicko-anorganické materiály
Naše laboratoř se zabývá vývojem nových heterogenních katalyzátorů schopných katalyzovat enantioselektivní reakce. Syntéza enantiomerně čistých sloučenin patří k aktuálním tématům moderní organické chemie. V posledních desetiletích byla vyvinuta řada velmi účinných homogenních katalyzátorů, které umožňují syntézu požadovaného enantiomeru sloučeniny. Homogenní katalyzátory se však obtížně odstraňují z reakčních směsí. Je proto snahou vyvinout účinné heterogenní katalyzátory, které je možné z reakčních směsí odstranit snadno filtrací. Heterogenní katalyzátory je navíc možné recyklovat anebo použít v kontinuálních procesech, což je ekonomicky a ekologicky výhodné.
Hybridní organicko-anorganické materiály v sobě kombinují vlastnosti jak anorganické, tak i organické části materiálu. V naší práci jsme se zaměřili na přípravu chirálních organokřemičitých materiálů, tzv. přemostěných silseskvioxanů, ve kterých je chirální organická molekula periodicky zabudována do křemičité polymerní sítě pomocí kovalentních Si-C vazeb. Anorganická složka materiálu je zodpovědná za mechanické vlastnosti materiálu (pevnost, porozita, měrný povrch), organická složka vnáší do materiálu vlastnost důležitou pro plánovanou aplikaci materiálu, tedy chiralitu.
V rámci projektu se věnujeme se syntézám vhodných enantiomerně čistých organických sloučenin, které jsou transformovány na organické bis(trialkoxysilany). Ty jsou následně využity pro přípravu hybridních organicko-anorganických materiálů silseskvioxanového typu pomocí sol-gel procesu. Je studován vliv struktury chirálního organického fragmentu a podmínek sol-gel procesu na strukturu a morfologii získaného pevného materiálu. K charakterizaci materiálů je využívána řada analytických metod (SEM, TEM, 29Si a 13C NMR v pevné fázi, IČ, adsorpce N2, atd.). Katalytické vlastnosti připravených materiálů jsou testovány na řadě vybraných enantioselektivních reakcí.
Spolupráce:
RNDr. Michal Řezanka, Ph.D., Technická univerzita v Liberci
RNDr. Jiří Brus, CSc., Ústav makromolekulární chemie AV ČR
Dr. Michel Wong Chi Man, ESCNM Montpellier, Francie