Los estudios sobre la síntesis y aplicación de materiales quirales tienen una importante importancia científica y valor de mercado. Sin embargo, el diseño, la síntesis y la aplicación de materiales quirales aún están en su infancia, y la investigación relevante se limita a materiales poliméricos quirales naturales y muy pocos materiales quirales sintéticos artificiales.
En respuesta a los problemas clave de la síntesis, caracterización y investigación de mecanismos en el campo de los materiales quirales, investigadores del Instituto Qingdao de Bioenergía y Tecnología de Bioprocesos de la Academia de Ciencias de China han propuesto un concepto novedoso de "polimerización de resolución cinética asimétrica" ( AKRP), que proporciona un nuevo método para la síntesis eficiente, la caracterización directa de materiales poliméricos quirales y un nuevo enfoque para estudiar el mecanismo de reacción de la polimerización asimétrica.
El desafío para lograr AKRP es el diseño y síntesis de catalizadores altamente enantioselectivos. Para resolver este problema, los investigadores propusieron por primera vez la estrategia de "ligando dual", que permite utilizar catalizadores quirales (BisSalen)Al altamente enantioselectivos. La investigación se publica en el Journal of the American Chemical Society .
En este estudio, los investigadores construyeron un nuevo catalizador quiral (BisSalen)Al introduciendo un segundo ligando en un catalizador (Salen)Al típico. El catalizador quiral (BisSalen)Al procesa un rendimiento de enantiodiscriminación extremadamente alto, lo que da como resultado una preferencia del polímero por el monómero con una determinada configuración, pero no reconocimiento por el monómero con otra configuración.
Los resultados experimentales muestran que el complejo quiral (BisSalen)Al exhibe una excelente enantioselectividad durante el proceso AKRP, con un exceso enantiomérico (ee) del monómero sin reaccionar superior al 99% y un coeficiente de resolución cinética krel superior a 500, lo que lo convierte en el primer catalizador AKRP perfecto. entre los glicólidos racémicos de seis miembros.
El análisis detallado de resonancia magnética nuclear y el cálculo teórico de la teoría funcional de la densidad demostraron que el diseño de "ligando dual" construyó un microambiente asimétrico más confinado formado por ligandos duales, lo que mejoró aún más el rendimiento de enantiodiscriminación del catalizador (BisSalen)Al, logrando así un proceso AKRP altamente enantioselectivo.
Se espera que esta estrategia de doble ligando allane el camino para el desarrollo de nuevos catalizadores enantioselectivos que podrían lograr reacciones AKRP más perfectas.
Más información: Xuanhua Guo et al, Polimerización por discriminación específica para la síntesis de poliésteres altamente isotácticos, Revista de la Sociedad Química Estadounidense (2024). DOI:10.1021/jacs.3c14091
Proporcionado por la Academia China de Ciencias
