Studies on the technological improvements of the organocatalytic reduction of enals

In the asymmetric synthesis of chiral molecules play an important role organ catalysts enantioselective; this have many advantages, among which non-toxicity and low price. In the last ten years the research is widely developed in this branch: they were discovered selective catalysts with comparable to those of metal catalysts, in addition to new methods of activation of the substrates.. However, a weak point that these catalysts have is due to the downstream separation of the reactions, since the concentration is higher than the metal equivalent; separation and recovery are therefore a field of interest in research. Often the best solution to have a catalyst easily detachable and reusable is the use of functionalized polymeric media. The organ chiral catalysts proceed by following routes that enzymes follow in nature, so the operating conditions and environments of reaction will be similar to the ones in biological chemistry, and is also important that the polymer is inert. It is interesting that the polymer matrix is able to increase both activities and selectivity of the catalyst. In this thesis we analyze in detail the support of a catalyst (First Generations MacMillan’ catalyst) in Friedel-Crafts reactions and Diels-Alder reaction in an aqueous environment, that is a typical environment in enzymatic reactions. In following paragraphs is exposed in detail the construction of supported and encapsulated catalysts within the matrix (hydrogel). Materials have been used such as polyethylene glycol, polystyrene (PBS) and carbomer. In the obtained hydrogel is detected good resistance both to stress due to agitation, both excellent holding capacity of the supported catalyst.

Nella sintesi asimmetrica di molecole chirali giocano un ruolo importante gli organocatalizzatori enantioselettivi; questo hanno numerosi vantaggi, tra i quali la non tossicità e il basso prezzo. Negli ultimi dieci anni la ricerca si è sviluppata largamente in questo ramo: catalizzatori con selettività paragonabili a quelle dei catalizzatori metallici sono stati scoperti, oltre a nuovi metodi di attivazione dei substrati. Un punto debole che questi catalizzatori presentano, però e dovuto alla separazione a valle delle reazioni, in quanto la concentrazione è solitmente più alta degli equivlenti metallici; separazione e recupero sono quindi un campo di interesse nella ricerca. Spesso la soluzione che si adopera per avere un catalizzatore facilmente separabile e riutilizzabile è l’uso di supporti polimerici funzionalizzati. I catalizzatori organochirali procedono seguendo gli itinerari che vengono percorsi in natura dagli enzimi, di conseguenza le condizioni operative e gli ambienti di reazione dovranno simulare quelli più classici della chimica biologica, ed è anche importante che il polimero sia inerte. È interessante osservare che la matrice polimerica riesca ad incrementare sia l’attività che la selettività del catalizzatore. Nella presente tesi si analizza in particolare il supporto di un catalizzatore (catalizzatore di MacMillan di prima generazione) tramite reazioni di Friedel-Crafts e Diels-Alder in ambiente acquoso, ambiente tipico delle reazioni enzimatiche. A seguito sono presentati i paragrafi nei quali viene esposto nel dettaglio la costruzione dei catalizzatori supportati e incapsulati all’interno delle matrici (idrogel). Sono stati impiegati materiali come il glicole polietilenico, il polistirene (PBS) e il carbomer. Negli idrogel ottenuti si è rilevata buona resistenza sia agli stress dovuti all’agitazione sia un’ottima capacità di trattenimento del catalizzatore supportato.