Lo sviluppo di nuovi processi chimici che coniughino efficienza, costi ridotti, e rispetto dell¿ ambiente e¿ indispensabile per lo sviluppo sostenibile di una societa¿ moderna. In quest¿ ottica il presente progetto di ricerca ha come obiettivo lo sviluppo di nuovi metodi di sintesi di prodotti organici complessi condotti in condizioni rispettose per l¿ ambiente, che possono prevedere per esempio l¿ assenza di solvente o l¿ utilizzo di acqua come solvente o co-solvente di reazione.
Sintesi catalitiche di beta-lattami in assenza di solvente. E¿ stato recentemente dimostrato che il costo totale di una reazione dipende soprattutto dalla massa totale delle specie chimiche coinvolte nella trasformazione (reagenti, solventi, catalizzatori, eccetera). Fra le strategie adottate per tagliare i costi di una reazione e ridurne l¿ impatto ambientale, il passaggio da processi stechiometrici a processi catalitici e l¿ eliminazione del solvente di reazione sono particolarmente promettenti. Nell¿ ambito di questo progetto verra¿ esaminata la possibilita¿ di mettere a punto una nuova sintesi di composti industrialmente importanti come i beta-lattami che possa essere condotta in condizioni catalitiche ed in assenza di solvente organico. In particolare sara¿ studiata l¿ addizione di sililcheteni tioacetali ad immine catalizzata da triflati di lantanidi (scandio, itterbio, eccetera) condotta in assenza di solvente. Risultati preliminari hanno dimostrato che il triflato di itterbio catalizza questo tipo di reazioni in vari solventi. Inoltre, un¿ opportuna scelta della struttura del sililchetene tioacetale consente la sintesi diretta del beta-lattame senza passare dall¿ intermedio betamminoestere, semplificando notevolmente l¿ intero processo. Una volta stabilita la possibilita¿ di ottenere beta-lattami in assenza di solvente e in modo catalitico, si cerchera¿ di applicare la reazione alla sintesi in forma enantiomericamente pura di prodotti industrialmente rilevanti come i precursori dell¿ 1-betametiltienamicina.
Catalisi per trasferimento di fase. La catalisi per trasferimento di fase consente di realizzare sintesi organiche promosse da anioni in condizioni blande in molti casi evitando l'uso di solventi o, comunque, impiegando una vasta gamma di solventi organici poco polari, facilmente disponibili e riciclabili. Per questo rappresenta una tecnologia innovativa per la realizzazione di processi chimici industriali a basso impatto ambientale. Ci proponiamo di sintetizzare tetraidrochinossaline 2-sostituite, molecole di grande interesse in campo farmacologico, e morfoline sostituite enantiomericamente pure, composti di interesse industriale e utilizzabili come ausiliari chirali e leganti. Lo stadio cruciale delle due procedure sintetiche prevede la reazione di apertura di un epossido con un opportuno nucleofilo azotato in condizioni di catalisi per trasferimento di fase solido-liquido, in assenza di solvente organico.