Kopolyméry styrénu ako selektívne sorbenty a katalyzátory v prietokových systémoch

Kocúrik, Martin

Kopolyméry styrénu ako selektívne sorbenty a katalyzátory v prietokových systémoch

Disertační práceOtevřený přístup

dc.contributor.advisor	Sedlák, Miloš (školitel)
dc.contributor.author	Kocúrik, Martin
dc.contributor.referee	Kohout, Michal
dc.contributor.referee	Soural, Miroslav
dc.date.accepted	2024-10-23
dc.date.accessioned	2024-11-13T07:37:55Z
dc.date.issued	2024
dc.date.submitted	2024-06-27
dc.description.abstract	Prvá časť dizertačnej práce rieši prípravu a charakterizáciu sorpčných materiálov určených na adsorpciu kyseliny 1-naftalénoctovej (NAA). Molekulárne otlačené polyméry (MIP) boli pripravené fotochemicky iniciovanou suspenznou ko-polymerizáciou a s následným odstránením templátu. Na zaistenie molekulárneho odtlačku boli využité dva rozdielne monomérne deriváty NAA: 4-vinylbenzyl-2-(naftalén-1-yl)acetát a N-metyl-2-(naftalén-1-yl)-N-((4-vinylbenzoyl)oxy)acetamid. Oba typy MIP boli schopné zachytiť viac ako 98% NAA z vodného roztoku (10–3 mol/l) počas 10 minút a následne ju kvantitatívne desorbovať. Pripravené MIP je možné použiť v najmenej 10 po sebe idúcich adsorpčných/desorpčných cykloch. MIP odvodené od esterov boli taktiež vysoko účinné na adsorpciu NAA v kontinuálnom prietokovom systéme (10–2 mol/l) a vykazovali selektivitu adsorpcie pre NAA zo zmesi s kyselinou antranilovou alebo salicylovou. Druhá časť dizertačnej práce sa zaoberá vylepšenou syntézou a katalytickým využitím (S)-4-(terc-butyl)-2-(5-(trifluórmetyl)pyridín-2-yl)-4,5-dihydrooxazolu. Komplex tohto ligandu s Pd(TFA)2 bol využitý ako vysoko účinný enantioselektívny katalyzátor pre adíciu arylboronových kyselín na cyklické Nsulfonylketimíny. Heterogénna varianta tohto katalyzátora bola pripravená kovalentným zakotvením modifikovaného ligandu na komerčne dostupný kopolymér styrénu (PS-PEG TentaGel S NH2). Pripravený imobilizovaný katalyzátor vykazoval mierne zníženie enantioselektivity (1 – 3 % ee) a štvornásobné zníženie reakčnej rýchlosti v porovnaní s homogénnou variantou. Na druhej strane však vykazoval pozoruhodnú solvolytickú stabilitu a umožnil 9 po sebe idúcich reakčných cyklov iba s miernym poklesom výťažku a enantioselektivity (98 %; 90 % ee → 90 %; 83 % ee). Okrem vsádzkového usporiadania reakcie sa podarilo úspešne zostaviť prietokový reaktor. Kontinuálne prevedenie reakcie vykázalo približne tretinové spomalenie reakcie (TOF 1,6 h–1 → 0,5 h–1), na druhej strane sa však zvýšil parameter TON (73), v porovnaní so vsádzkovým usporiadaním (19). Získané výsledky poskytujú cenné poznatky pre ďalší vývoj účinných prietokových reaktorov pre kontinuálnu syntézu benzosultámov.	slo
dc.description.abstract-translated	The first part of the dissertation addresses the preparation and characterization of sorbent materials designed for the adsorption of 1-naphthaleneacetic acid (NAA). Molecularly imprinted polymers (MIPs) were prepared using photochemically initiated suspension copolymerization followed by template removal. Two different monomeric derivatives of NAA were utilized to ensure molecular imprinting: 4-vinylbenzyl-2-(naphthalen-1-yl)acetate and N-methyl-2-(naphthalen-1-yl)-N-((4-vinylbenzoyl)oxy)acetamide. Both types of MIPs were able to capture more than 98% of NAA from an aqueous solution (10?3 mol/l) within 10 minutes and subsequently desorb it quantitatively. The prepared MIPs can be used for at least 10 consecutive adsorption/desorption cycles. Additionally, MIPs derived from esters were highly effective in adsorbing NAA in a continuous flow system (10?2 mol/l) and demonstrated selective adsorption for NAA from mixtures with anthranilic acid or salicylic acid. The second part of the dissertation focuses on the innovative synthesis and catalytic application of (S)-4-(tert-butyl)-2-(5-(trifluoromethyl)pyridin-2-yl)-4,5-dihydrooxazole. A complex of this ligand with Pd(TFA)2 was used as a highly efficient enantioselective catalyst for the addition of arylboronic acids to cyclic N-sulfonylketimines. A heterogeneous variant of this catalyst was prepared by covalently anchoring the modified ligand to a commercially available polystyrene copolymer (PS-PEG TentaGel S NH2). The immobilized catalyst exhibited a slight decrease in enantioselectivity (1 ? 3% ee) and a fourfold decrease in reaction rate compared to its homogeneous counterpart. However, it showed remarkable solvolytic stability, allowing for 9 consecutive reaction cycles with only a moderate decrease in yield and enantioselectivity (98%; 90% ee ? 90%; 83% ee). In addition to batch reaction setup, a flow reactor was successfully assembled. The continuous reaction showed approximately one-third of the reaction rate (TOF 1.6 h?1 ? 0.5 h?1), but the TON parameter increased (73) compared to the batch setup (19). The obtained results provide valuable insights for the further development of efficient flow reactors for the continuous synthesis of benzosultams.	eng
dc.description.department	Fakulta chemicko-technologická	cze
dc.description.grade	Dokončená práce s úspěšnou obhajobou	cze
dc.format	189 s.
dc.identifier	Univerzitní knihovna (studovna)	cze
dc.identifier.signature	D40755
dc.identifier.stag	49525
dc.identifier.uri	https://hdl.handle.net/10195/84440
dc.language.iso	sk
dc.publisher	Univerzita Pardubice	cze
dc.rights	bez omezení	cze
dc.subject	molekulárne odtlačené polyméry	slo
dc.subject	recyklovateľný katalyzátor	slo
dc.subject	kontinuálne prietokový systém	slo
dc.subject	molecularly imprinted polymers	eng
dc.subject	recyclable catalyst	eng
dc.subject	continuous flow system	eng
dc.thesis.degree-discipline	Organická chemie	cze
dc.thesis.degree-grantor	Univerzita Pardubice. Fakulta chemicko-technologická	cze
dc.thesis.degree-name	Ph.D.
dc.thesis.degree-program	Organická chemie	cze
dc.title	Kopolyméry styrénu ako selektívne sorbenty a katalyzátory v prietokových systémoch	slo
dc.title.alternative	Styrene copolymers as selective sorbents and catalysts in flow systems	eng
dc.type	disertační práce	cze