Luận án TS: Flo, CF3 hóa hợp chất hữu cơ bằng xúc tác dị thể - Nguyễn Văn Tú

Luận án kỹ thuật hóa học tập trung đưa flo & nhóm trifluoromethyl vào hợp chất hữu cơ. Nghiên cứu sâu về xúc tác kim loại chuyển tiếp dị thể.

Chuyên ngành

kỹ thuật hóa học

Tác giả

Luan An

Thể loại

luận án tiến sĩ

Năm xuất bản

Số trang

183

Thời gian đọc

28 phút

Lượt xem

0

Lượt tải

0

Phí lưu trữ

50 Point

Tóm tắt nội dung

I.Hợp chất hữu cơ chứa flo Vai trò và ứng dụng then chốt

Các hợp chất hữu cơ chứa flo mang nhiều tính chất đặc biệt. Kích thước nhỏ và độ âm điện cao của flo tạo ra sự thay đổi đáng kể trong phân tử. Chúng giúp tăng độ kị nước, độ bền sinh học và đặc biệt là nâng cao hoạt tính sinh học. Vì vậy, hợp chất flo được ứng dụng rộng rãi. Chúng xuất hiện trong nông hóa, dược phẩm và nhiều loại vật liệu tiên tiến. Đồng vị flo 18 (18F) cũng đóng vai trò quan trọng. Nó được sử dụng phổ biến trong kỹ thuật chụp cắt lớp phát xạ positron (PET) y học. Nhu cầu tổng hợp các hợp chất này ngày càng tăng. Nhiều nghiên cứu tìm kiếm phương pháp tổng hợp hiệu quả đã được thực hiện. Sự hiện diện của flo mang lại giá trị độc đáo cho các phân tử hữu cơ. Việc kiểm soát vị trí gắn flo là mục tiêu chính trong hóa học tổng hợp. Tóm lại, hợp chất hữu cơ chứa flo là một lĩnh vực nghiên cứu và ứng dụng đầy tiềm năng. Việc cải thiện phương pháp tổng hợp C-F bond là ưu tiên hàng đầu. Nhu cầu về các chất flo hóa chọn lọc và bền vững luôn hiện hữu.

1.1. Tính chất đặc biệt của hợp chất chứa flo

Flo, với kích thước nhỏ nhất và độ âm điện cao nhất trong bảng tuần hoàn, tạo ra những tính chất độc đáo khi gắn vào hợp chất hữu cơ. Nguyên tử flo trong phân tử làm tăng đáng kể độ kị nước (lipophilicity). Nó cũng cải thiện độ ổn định sinh học của các hợp chất. Đặc biệt, sự có mặt của flo thường giúp tăng cường hoạt tính sinh học của dược chất. Điều này mở ra nhiều cơ hội trong thiết kế thuốc và vật liệu mới. Sự ổn định cao của liên kết C-F bond cũng là một yếu tố quan trọng. Liên kết này khó bị phân hủy trong nhiều điều kiện. Việc nghiên cứu sâu hơn về tính chất này là cần thiết.

1.2. Ứng dụng rộng rãi trong đời sống và y học

Hợp chất hữu cơ chứa flo có ứng dụng đa dạng. Chúng là thành phần quan trọng trong hóa nông, dược phẩm và vật liệu cao cấp. Trong y học, các dẫn xuất chứa flo, đặc biệt là đồng vị 18F, được dùng trong kỹ thuật PET để chẩn đoán bệnh. Khả năng flo hóa dị thể mở ra cơ hội tạo ra các hợp chất này một cách hiệu quả hơn. Các chất flo hóa trên giá có thể giúp đơn giản hóa quy trình. Nhu cầu về các hợp chất flo hóa ngày càng tăng. Việc tổng hợp các hợp chất hữu cơ chứa flo là một lĩnh vực nghiên cứu sôi động. Các nhà khoa học luôn tìm kiếm phương pháp mới để sản xuất chúng.

II.Thách thức flo hóa truyền thống Hướng đi mới dị thể

Tổng hợp các hợp chất hữu cơ chứa flo vẫn đối mặt nhiều thách thức. Các phương pháp flo hóa truyền thống thường có nhược điểm. Chúng sinh ra nhiều sản phẩm phụ không mong muốn. Điều kiện phản ứng khắc nghiệt, đòi hỏi nhiệt độ và áp suất cao. Việc sử dụng chất phản ứng và xúc tác đắt tiền là phổ biến. Phạm vi chất nền áp dụng cũng thường bị hạn chế. Hơn nữa, đa số các công trình trước đây sử dụng xúc tác kim loại chuyển tiếp đồng thể. Chưa có nghiên cứu nào áp dụng xúc tác kim loại chuyển tiếp dị thể một cách độc lập cho các phản ứng này. Điều này hạn chế khả năng tái sử dụng xúc tác. Nó cũng làm tăng chi phí sản xuất. Nhu cầu về một phương pháp tổng hợp C-F bond hiệu quả, kinh tế và thân thiện với môi trường là rất lớn. Cần có giải pháp mới để vượt qua những hạn chế này. Phản ứng trên bề mặt xúc tác dị thể hứa hẹn nhiều tiềm năng.

2.1. Hạn chế của phương pháp tổng hợp hiện tại

Các phương pháp flo hóa hiện có thường gặp nhiều vấn đề. Phản ứng thường không chọn lọc, tạo ra nhiều đồng phân và sản phẩm phụ. Điều kiện hoạt động khắc nghiệt, bao gồm nhiệt độ cao hoặc dung môi độc hại, làm phức tạp quy trình. Chi phí cho các chất phản ứng và xúc tác thường rất cao. Điều này gây khó khăn trong sản xuất quy mô lớn. Phạm vi chất nền có thể phản ứng cũng bị giới hạn. Đặc biệt, gần như tất cả các nghiên cứu trước đây đều sử dụng xúc tác đồng thể. Điều này cản trở khả năng thu hồi và tái sử dụng xúc tác. Việc giảm thiểu chất thải và chi phí là một ưu tiên hàng đầu.

2.2. Nhu cầu cấp thiết cho phương pháp flo hóa dị thể

Cần một phương pháp flo hóa mới để giải quyết các vấn đề hiện tại. Phương pháp đó phải hiệu quả hơn, kinh tế hơn và bền vững hơn. Flo hóa dị thể là một hướng đi hứa hẹn. Xúc tác dị thể có thể dễ dàng tách ra và tái sử dụng nhiều lần. Điều này giúp giảm chi phí và giảm thiểu tác động môi trường. Nó cũng góp phần vào tổng hợp xanh flo hóa. Việc phát triển các chất flo hóa trên giá mới là một mục tiêu quan trọng. Các nghiên cứu đã cho thấy tiềm năng của xúc tác dị thể. Đây là hướng tiếp cận cần được ưu tiên trong hóa học flo.

III.Flo hóa dị thể Đột phá với xúc tác kim loại chuyển tiếp

Nghiên cứu này mang lại đột phá lớn trong lĩnh vực flo hóa dị thể. Các nhà khoa học đã thành công trong việc tổng hợp và ứng dụng MOFs Cu(INA)2 và hạt nano AgFeO2. Đây là lần đầu tiên các vật liệu này được dùng làm xúc tác dị thể cho phản ứng gắn nhóm -CF3 (trifluoromethylation) và gắn flo (fluorination). Trước đây, chưa có công trình nào ghi nhận flo hóa axit boronic và axit aliphatic dưới xúc tác dị thể. Các xúc tác mới được đặc trưng kỹ lưỡng. Chúng có đặc tính trùng khớp với các nghiên cứu trước. Việc sử dụng chúng trong phản ứng flo hóa mang lại kết quả vượt mong đợi. Hiệu suất phản ứng cho nhiều loại chất nền khác nhau đạt mức cao đến rất cao. Đây là bước tiến quan trọng. Nó khẳng định tiềm năng của xúc tác kim loại chuyển tiếp dị thể trong hóa học flo. Phản ứng trên bề mặt xúc tác đã được kiểm chứng hiệu quả. Flo hóa chọn lọc có thể được thực hiện thông qua cơ chế flo hóa dị thể mới.

3.1. Giới thiệu xúc tác dị thể MOFs và hạt nano tiên tiến

Nghiên cứu đã tập trung vào việc tổng hợp và sử dụng các loại xúc tác dị thể mới. Cụ thể là khung hữu cơ kim loại (MOFs) Cu(INA)2 và hạt nano delafossite AgFeO2. Đây là những vật liệu có cấu trúc đặc biệt. Chúng có diện tích bề mặt lớn và khả năng xúc tác cao. Việc tổng hợp thành công các xúc tác này là bước đầu quan trọng. Đặc tính của chúng đã được kiểm tra và xác nhận. Các xúc tác này hứa hẹn khả năng flo hóa chọn lọc hiệu quả. Chúng đại diện cho một thế hệ mới của chất flo hóa trên giá.

3.2. Hiệu quả flo hóa chọn lọc cho nhiều chất nền

Ứng dụng các xúc tác dị thể đã mang lại kết quả ấn tượng. Phản ứng flo hóa axit aliphatic dưới xúc tác dị thể được thực hiện thành công lần đầu tiên. Hiệu suất phản ứng cho đa số các chất nền đều rất cao. Điều này cho thấy tính ứng dụng rộng rãi của phương pháp. Khả năng flo hóa chọn lọc được cải thiện đáng kể. Việc sử dụng xúc tác dị thể cũng giúp kiểm soát quá trình tốt hơn. Các phản ứng trên bề mặt xúc tác diễn ra hiệu quả. Đây là một bước tiến quan trọng trong việc tổng hợp C-F bond.

IV.Trifluoromethyl hóa xúc tác Hiệu suất cao tái sử dụng

Nghiên cứu đã chứng minh thành công của trifluoromethyl hóa xúc tác dị thể. Đây là lần đầu tiên phản ứng trifluoromethyl hóa axit boronic được thực hiện dưới xúc tác dị thể. Kết quả này mở ra một con đường mới cho việc giới thiệu nhóm -CF3 vào hợp chất hữu cơ. Nhóm trifluoromethyl có vai trò quan trọng trong việc cải thiện tính chất hóa dược của các phân tử. Hiệu suất phản ứng đạt mức rất cao. Điểm nổi bật là khả năng tái sử dụng xúc tác nhiều lần. Các xúc tác Cu(INA)2 MOFs và AgFeO2 nanoparticles đã được thu hồi. Chúng vẫn giữ nguyên hiệu suất phản ứng. Cấu trúc tinh thể của xúc tác không bị phá vỡ sau nhiều chu trình. Điều này khẳng định tính ổn định và bền vững của xúc tác dị thể. Nó mang lại lợi ích kinh tế lớn. Đồng thời, nó góp phần vào tổng hợp xanh flo hóa. Việc tiết kiệm chi phí vận hành là một ưu điểm rõ ràng. Công trình này mở ra triển vọng cho các ứng dụng công nghiệp.

4.1. Thành công trong trifluoromethyl hóa boronic acids dị thể

Phản ứng trifluoromethyl hóa axit boronic đã được thực hiện thành công. Đây là lần đầu tiên áp dụng xúc tác dị thể cho phản ứng này. Hiệu suất cao đạt được cho nhiều loại chất nền. Điều này chứng tỏ tính hiệu quả của phương pháp. Nhóm -CF3 được gắn vào phân tử một cách chọn lọc. Kết quả này có ý nghĩa quan trọng trong tổng hợp hữu cơ. Nó cung cấp một công cụ mới cho các nhà hóa học. Phản ứng trên bề mặt xúc tác đóng vai trò quyết định trong thành công này. Đây là bước đột phá trong hóa học flo.

4.2. Tiết kiệm chi phí với xúc tác bền vững và tái sử dụng

Một trong những ưu điểm lớn nhất là khả năng tái sử dụng xúc tác. Xúc tác dị thể Cu(INA)2 MOFs và AgFeO2 nanoparticles có thể được thu hồi dễ dàng. Chúng được sử dụng lại nhiều lần mà không giảm đáng kể hiệu suất. Cấu trúc tinh thể của xúc tác cũng được bảo toàn. Điều này giúp tiết kiệm chi phí đáng kể cho quá trình sản xuất. Nó cũng góp phần giảm thiểu chất thải. Đây là một yếu tố quan trọng hướng tới tổng hợp xanh flo hóa. Khả năng tái sử dụng là điểm mạnh vượt trội so với xúc tác đồng thể.

V.Tổng hợp C F bond Hướng tới hóa học xanh bền vững

Nghiên cứu này đóng góp đáng kể vào việc phát triển hóa học xanh. Việc sử dụng xúc tác dị thể mang lại nhiều lợi ích bền vững. Khả năng tái sử dụng xúc tác nhiều lần giúp giảm thiểu chất thải. Nó cũng giảm chi phí vận hành so với các phương pháp đồng thể. Kết quả khẳng định sự thành công của đề tài. Xúc tác dị thể tâm kim loại chuyển tiếp đã được chứng minh hiệu quả trong hóa học flo. Đây là một bước tiến quan trọng. Nó mở ra hướng nghiên cứu mới cho việc tổng hợp C-F bond. Các phương pháp tổng hợp mới này thân thiện hơn với môi trường. Chúng ít tạo ra sản phẩm phụ hơn. Điều kiện phản ứng cũng được tối ưu hóa. Tiềm năng ứng dụng của các hợp chất hữu cơ chứa flo sẽ được mở rộng. Đây là nền tảng cho sự phát triển của các quy trình công nghiệp hiệu quả và bền vững hơn trong tương lai. Cơ chế flo hóa dị thể sẽ tiếp tục được nghiên cứu sâu hơn. Hướng tới các phản ứng trên bề mặt xúc tác tối ưu.

5.1. Ưu điểm của phương pháp flo hóa dị thể

Phương pháp flo hóa dị thể mang lại nhiều ưu điểm vượt trội. Xúc tác dễ dàng được tách ra khỏi hỗn hợp phản ứng. Điều này cho phép tái sử dụng chúng nhiều lần. Hiệu quả kinh tế được cải thiện đáng kể. Lượng chất thải sinh ra cũng được giảm thiểu. Phương pháp này góp phần vào tổng hợp xanh flo hóa. Nó cũng cho phép flo hóa chọn lọc, giảm sự hình thành sản phẩm phụ. Khả năng ứng dụng trên nhiều loại chất nền là một lợi thế lớn. Các chất flo hóa trên giá đã chứng minh tính ưu việt của mình.

5.2. Tiềm năng ứng dụng và phát triển tương lai

Thành công của nghiên cứu mở ra nhiều tiềm năng. Phương pháp flo hóa dị thể sẽ được ứng dụng rộng rãi hơn trong công nghiệp dược phẩm và hóa chất. Việc phát triển các xúc tác dị thể mới sẽ tiếp tục là trọng tâm. Nghiên cứu sâu hơn về cơ chế flo hóa dị thể là cần thiết. Điều này giúp tối ưu hóa hiệu suất và tính chọn lọc. Các phản ứng trên bề mặt xúc tác sẽ được khám phá chi tiết hơn. Mục tiêu cuối cùng là xây dựng các quy trình tổng hợp C-F bond hoàn toàn xanh và bền vững. Công trình này là nền tảng vững chắc cho tương lai hóa học flo.

Xem trước tài liệu
Tải đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Luận án tiến sĩ kỹ thuật hóa học introducing fluorine and trifluoromethyl group into organic compounds under heterogeneous transition metal catalysis

Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung

Tải đầy đủ (183 trang)

Trích đoạn nội dung luận án

Tải xuống để đọc toàn bộ

VIETNAM NATIONAL UNIVERSITY - HO CHI MINH CITY HO CHI MINH UNIVERSITY OF TECHNOLOGY ----&&*&&---- NGUYӈ19Ă17Ò INTRODUCING FLUORINE AND TRIFLUOROMETHYL GROUP INTO ORGANIC COMPOUNDS UNDER HETEROGENEOUS TRANSITION METAL CATALYSIS PhD THESIS HO CHI MINH CITY, 2018 VIETNAM NATIONAL UNIVERSITY - HO CHI MINH CITY HO CHI MINH UNIVERSITY OF TECHNOLOGY ----&&*&&---- NGUYӈ19Ă17Ò INTRODUCING FLUORINE AND TRIFLUOROMETHYL GROUP INTO ORGANIC COMPOUNDS UNDER HETEROGENEOUS TRANSITION METAL CATALYSIS Major: Chemical Engineering Major code: 62.01 Independent Reviewer No.1: 3URI'UĈLQK7Kӏ Ngӑ Independent Reviewer No. Phҥm NguyӉn Kim TuyӃn Reviewer No. NguyӉQ3KѭѫQJ7QJ Reviewer No. NguyӉn Thӏ Dung Reviewer No.

Bҥch Long Giang ADVISORS: 1. 3KDQ7KDQK6ѫQ1DP 2. 7UѭѫQJ9NJ7KDQK DECLARATION OF ORIGINALITY I hereby declare that this thesis represents my original work under the advice from Dr. 7UѭѫQJ9NJ7KDQK and Prof.

'U3KDQ7KDQK6ѫQ1DP, and that all figures and results obtained in this thesis are absolutely true and have been not yet released ever before. All data, tables, figures and text citations which have been reproduced from any other source, including the internet, have been explicitly acknowledged as such. I am aware that in case of non-compliance, I have to be under any judgement from the scientific committee. Ho Chi Minh City, 2018 Performer NguyӉQ9ăQ7~ i TÓM TҲT LUҰN ÁN Các hӧp chҩt chӭa mӝt hay nhiӅu nguyên tӱ flo trong phân tӱ có nhӳng tính chҩWÿһc biӋt ÿѭӧc hình thành bӣLNtFKWKѭӟc nhӓ Yjÿӝ kPÿLӋn cao cӫa flo.

Sӵ có mһt cӫa flo trong phân tӱ hӧp chҩt làm WăQJÿӝ kPÿLӋQWtQKѭDPӥÿӝ әQÿӏnh sinh hӑc các hӧp chҩt chӭa nó Yjÿһc biӋt là WăQJ hoҥt tính sinh hӑc cӫa chúng. Do vұy, các hӧp chҩt chӭDIORÿѭӧc sӱ dөng ngày càng nhiӅXWURQJKyDQ{QJKyDGѭӧc và trong nhiӅu loҥi vұt liӋu. Ngoài ra, các hӧp chҩt chӭDÿӗng vӏ flo 18 (18F) FzQÿѭӧc sӱ dөng rӝng rãi trong kӻ thuұt Positron Emission Tomography (PET) ӭng dөng trong y hӑc. Chính vì vұy, nhiӅu công trình nghiên cӭXÿmÿѭӧc các nhà khoa hӑc trên thӃ giӟi thӵc hiӋQÿӇ WuPUDFiFSKѭѫQJSKiSNKiFQKDXWәng hӧp các hӧp chҩt chӭa flo7X\QKLrQGRÿһc ÿLӇm hoҥt tính hóa hӑc mҥnh cӫa flo mà các phҧn ӭng tәng hӧp ÿӅu có nhӳQJQKѭӧc ÿLӇPQKѭVLQKUDQKLӅu sҧn phҭm phө, ÿLӅu kiӋn phҧn ӭng khҳc nghiӋt, sӱ dөng các chҩt phҧn ӭQJYj[~FWiFÿҳt tiӅn hoһc phҥm vi chҩt nӅn hҽSYY+ѫQQӳa, tҩt cҧ các phҧn ӭQJWURQJOƭQKYӵc hóa hӑFIORÿmÿѭӧc công bӕ WUѭӟFÿk\ ÿӅu sӱ dөng kim loҥi chuyӇn tiӃp làm xúc tác ÿӗng thӇ hoһc ÿѭӧc sӱ dөQJQKѭ chҩt phө trӧ trong hӋ ÿӗng thӇ, FKѭD Fy F{QJ WUuQK QJKLrQ FӭX QjR ÿѭӧc thӵc hiӋn WURQJ ÿy sӱ dөng kim loҥi chuyӇn tiӃp làm chҩt xúc tác dӏ thӇ, góp phҫn vào viӋFWăQJNKҧ QăQJWiLVӱ dөng và tiӃt kiӋm chi phí (dӵa trên tìm hiӇu cӫa nhóm nghiên cӭu và tìm kiӃm trên SciFinder WtQKÿӃQWKiQJQăP).

Vӟi sӵ phát triӇn mҥnh mӁ tӯ nhӳng ӭng dөng cӫa hӧp chҩt hӳXFѫNLPORҥi MOFs và hҥWQDQR QDQRSDUWLFOHV FK~QJW{LÿmQJKLrQFӭu tәng hӧp và sӱ dөng MOFs Cu(INA)2 và hҥt nano delafossite AgFeO2 làm xúc tác cho phҧn ӭng gҳn nhóm -CF3 (trifluoromethylation) và gҳn flo (fluorination) - nhӳng phҧn ӭng ÿѭӧc nghiên cӭu phә biӃn hiӋn nay. KӃt quҧ khҷQJÿӏnh sӵ tәng hӧp thành công cӫa MOFs Cu(INA)2 và hҥt nano AgFeO2 vӟi nhӳQJÿһc tính trùng khӟp vӟi các nghiên cӭXWUѭӟc. ViӋc sӱ dөng chúng vào các phҧn ӭng flo KyDÿmPDQJOҥi nhӳng kӃt quҧ QJRjLPRQJÿӧLÿѭӧc thӇ hiӋn ӣ hiӋu suҩt phҧn ӭQJFKRÿDVӕ các chҩt nӅn khác nhau cho kӃt quҧ cao và rҩWFDR+ѫQQӳa, các xúc tác sӱ dөQJÿѭӧc thu hӗi và sӱ dөng lҥi nhiӅu lҫn mà không có sӵ giҧPÿiQJNӇ hiӋu suҩt phҧn ӭng FNJQJQKѭVӵ phá vӥ cҩu trúc tinh thӇ cӫa xúc tác. Nhӳng kӃt quҧ trên ÿm khҷQJÿӏnh sӵ thành công cӫDÿӅ tài nghiên cӭu sӱ dөng xúc tác dӏ thӇ tâm kim loҥi chuyӇn tiӃp WURQJOƭQKYӵc hóa hӑc flo.

ii ABSTRACT There have not been recorded articles yet, conducting the fluorination of boronic acids and aliphatic acids under the heterogeneous catalysis (according to searching on SciFinder and under our consideration till August 2018). Due to the precious characteristics of fluorinated compounds in the human life, especially in biochemistry, several studies have been investigated to find out different methods for fluorinating organic compounds. In spite of the increasing developments in fluorine chemistry, the drawbacks have still remained. The use of strong reagents leading to the generation of several isomers, the use of expensive reagents resulting in the enhanced expense, the application of harsh conditions and the limited substrate scope have been the major disadvantages so far.

Therefore, the novel methods for the transformation of organic frameworks into fluorinated ones are needed. Herein, we developed the first heterogeneous catalyzed fluorination of aliphatic acids and the first heterogeneous catalyzed trifluoromethylation of boronic acids using the successfully synthetic catalysts of Cu(INA)2 MOFs and AgFeO2 nanoparticles. The characterization of the two mentioned catalysts proved the similarity to the previous materials described in the former studies. They were employed in the fluorination and trifluoromethylation reactions.

Interestingly, they exhibited the unexpected compatibility with the fluorination reactions with the high to excellent yields of the desired products and the wide substrate scope. They also showed the high recoverability and reusability as they were recovered and reused several times without significant degradation in product yields. The leaching tests showed the stable crystallinity of above catalysts in the reaction mixtures, wherein no enhanced yield was observed by the contribution of leached active species, if any. The results from our developments proved the success in the syntheses of catalyst materials as well as in the fluorination reaction of aliphatic acids and trifluoromethylation of boronic acids under the mild, efficient conditions.

Our studies will contribute to the fluorine chemistry the novel methods for the fluorination and trifluoromethylation described in this thesis. And futher studies will focus on using various transition metal catalysts for fluorinating different organic compounds. iii ACKNOWLEDGEMENT First and foremost, I want to send my deep thanks to my advisors namely Doctor Thanh Truong and Prof Nam T. Phan for the thorough, thoughtful guidance with their comprehensive knowledge and their financial support, contributing to the success of this thesis.

Working with them is my honor, and I have gained much precious experience for my future work. I also give thanks for the considerate help to teachers in Department of Organic Chemical Engineering and all staffs in the MANAR Lab, who always have given me any aids when needed. Additionally, I want to give thanks to my research group including Mr. for the valuable support, which helps me complete this thesis.

Last but not least, I want to express my limitless gratefulness to all members in my family who have been always beside me in the hardest time. Their encouragement and support inspire me the strength and belief in my study and my life. Ho Chi Minh City, 2018 NguyӉQ9ăQ7~ iv TABLE OF CONTENTS DECLARATION OF ORIGINALITY. iv TABLE OF CONTENTS.

v LIST OF FIGURES.viii LIST OF SCHEMES. x LIST OF TABLES .xiii LIST OF ABBREVIATIONS. 1 Chapter 1 : LITERATURE REVIEW. Introduction of fluorine into organic scaffolds.

Introduction of trifluoromethyl group (CF3 group) into organic compounds. Metal organic frameworks (MOFs), delafossite-type oxides and nanoparticles in organic syntheses. MOFs in organic chemistry. Silver-Ferrite Nanoparticles AgFeO2.

Aim and objectives. Materials and instrumentation. Preparation of metal organic framework Cu(INA)2. Preparation of Delafossite-type oxide AgFeO2 nanoparticles.

Copper-catalyzed trifluoromethylation of aryl boronic acids using MOFs Cu(INA)2 as catalyst (reaction 1). Determination of GC yield. Silver-catalyzed fluorination of aliphatic acids using AgFeO2 as catalyst (reaction 2). Determination of GC yield.

49 Chapter 3 : RESULTS AND DISCUSSION. Catalyst synthesis and characterization of Cu(INA)2. Characterization of Delafossite-type oxide AgFeO2 (silver-ferrite oxide). Copper-catalyzed trifluoromethylation of aryl boronic acids using MOFs Cu(INA)2 as catalyst.

Effect of catalyst loading on reaction yield. Effect of fluoride anion sources on reaction yield. Effect of temperature on reaction yield. Effect of reactant molar ratio on reaction yield.

Effect of ligand amount on reaction yield. Effect of solvent on reaction yield. Effect of reaction environment and oxidant on reaction yield. Reaction with different copper-based catalysts.

Catalyst recycling studies. Substrate scope studies. Silver-catalyzed fluorination of aliphatic acids using AgFeO2 as catalyst. Effect of SelectFluor equivalent on reaction yield.

Effect of catalyst loading on reaction yield. Effect of different solvents on reaction yield. Effect of volume ratio of acetone to water on reaction yield. Effect of the concentration of reactant on reaction yield.

Effect of temperature on reaction yield. Reaction with different silver- and other metals-based catalysts. Catalyst recycling studies. Substrate scope studies.

Initial study for the feasible pathway of the reaction. 99 LIST OF PUBLICATIONS. 117 vii LIST OF FIGURES Figure 1. Some popular drugs containing fluorines [9].

Naturally occuring fluorinated compounds [10]. Some common N-fluoro reagent classes as fluorine sources [14-17]. Some nucleophilic fluorinating reagents used in fluorination reactions [5]. Hypervalent iodine perfluoroalkyl reagents [63-67].

Different forms of Yagupolski-Umemoto reagents used in trifluoromethylation of organic compounds [65]. View of the crystal structure of Cu(INA)2 [147]. Delafossite-type crystal structure of AgFeO2. Unit-cell of (a) 3R polytype and (b) 2H polytype [159].

Calibration curve for determining GC yield of 4-trifluoromethyl anisole. Calibration curve for determining GC yield of (2-fluoroethane-1,1- diyl)dibenzene. XRD patterns of (a) the synthesized Cu(INA)2;. FT±IR spectra of the Cu(INA)2 (a) and isonicotinic acid HINA (b).

SEM micrograph of the Cu(INA)2. TGA result of the Cu(INA)2. XRD patterns of the synthesized AgFeO2 (a);. SEM and TEM images of AgFeO2 nanoparticles.

TGA profile of AgFeO2 nanoparticles. Effect of catalyst loading on reaction yield. Effect of fluoride ion sources on reaction yield. Reaction yields at different temperature.

The reaction yields under various equivalent of TMSCF3. Reaction yields obtained under various amount of 1,10-phenanthroline. Catalyst recycling studies. FT-IR spectra of the fresh (a) and reused (b) Cu(INA)2 catalyst.

X-ray powder diffractograms of the fresh (a) and reused (b) Cu(INA)2 catalyst. Reaction yields with different amount of SelectFluor as fluorine reagent. Effect of various catalyst loadings of AgFeO2 on reaction yield. Reaction yields obtained with different solvents.

The effect of volume ratio of acetone to water on reaction yield. Reaction yields under various concentrations of reactant. Reaction yields obtained at various temperature. Catalyst recycling studies.

The XRD spectra of (a) the fresh AgFeO2 and (b) the recovered AgFeO2. 92 ix LIST OF SCHEMES Scheme 1. Electrophilic fluorination of aryl boronic acids and trifluoroborates [18]. Fluorination of aryl Grignard reagents [19-21].

Transition metal catalyzed fluorinations with directing groups [22, 23]. Fluorination of aryl stannanes, boronic acids and silanes [24-26]. Pd-catalyzed Aminofluorination of Unactivated Alkenes [27, 28]. Two steps for fluorination of ketones with N-fluoro reagent of SelectFluor [34].

Fluorination of ketones with N-fluoro reagent SelectFluor [35]. Transition metal catalyst for aliphatic C-F bond formation [22]. Fluorination of carboxylic acids using fluorine as reagent [38]. Nucleophilic fluorination using DAST as fluorinating reagent [39].

The aryl fluoride formation via palladium-catalyzed fluorination [40]. Copper-catalyzed aryl-F formation with AgF [42]. Fluorination of Aryl Iodides with (tBuCN)2CuOTf and AgF [43]. The C-F bond formation from cyclic allylic chlorides using Pd(0) as catalyst [44].

Iridium-catalyzed fluorination of organic halides [45]. Manganese catalyzed nucleophilic fluorination of C(sp3)-H bond [46] 15 Scheme 1. The radical fluorination pathway [47]. The fluorodecarboxylation of aliphatic acids under XeF2 [50-53].

Photo-fluorodecarboxylation of 2-aryloxy and 2-aryl carboxylic acids [55]. Radical mechanism of photo-decarboxylation of carboxylic acids [55] 17 Scheme 1. Fluorodecarboxylation of aliphatic acids with silver as catalyst [56]. Three pathways hypothesized for the formation of alkyl radical [57].

The difference between methyl group and trifluoromethyl group [58-60]. Route via fluoroalkylcopper intermediate by McLoughlin and Thrower [62]. 20 6FKHPH5HDFWLYLW\RIDOFRKRO7RJQL¶VUHDJHQWYLDYDULRXVH[DPSOHV>@. The low yields in trifluoromethylation of phenols using reagent 2 [73] 23 Scheme 1.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Câu hỏi thường gặp

Luận án "Flo hóa và Trifluoromethyl hóa hợp chất hữu cơ dị thể" nghiên cứu về vấn đề gì?

Luận án kỹ thuật hóa học tập trung đưa flo & nhóm trifluoromethyl vào hợp chất hữu cơ. Nghiên cứu sâu về xúc tác kim loại chuyển tiếp dị thể.

Luận án "Flo hóa và Trifluoromethyl hóa hợp chất hữu cơ dị thể" được bảo vệ tại trường nào?

Luận án này được bảo vệ tại trường đại học bách khoa, đại học quốc gia thành phố hồ chí minh. Năm bảo vệ: 2018.

Luận án "Flo hóa và Trifluoromethyl hóa hợp chất hữu cơ dị thể" thuộc chuyên ngành gì?

Luận án "Flo hóa và Trifluoromethyl hóa hợp chất hữu cơ dị thể" thuộc chuyên ngành kỹ thuật hóa học. Danh mục: Công Nghệ Hóa Học.

Luận án "Flo hóa và Trifluoromethyl hóa hợp chất hữu cơ dị thể" có bao nhiêu trang?

Luận án "Flo hóa và Trifluoromethyl hóa hợp chất hữu cơ dị thể" có 183 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.

Cách tải luận án "Flo hóa và Trifluoromethyl hóa hợp chất hữu cơ dị thể" về máy như thế nào?

Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.

Luận án liên quan

Chia sẻ tài liệu: Facebook Twitter