Nowe katalizatory reakcji metatezy olefin

• Strona główna
• Artykuły
• Nowe katalizatory reakcji metatezy olefin

2014-12-04

Prof. Karol Grela jest chemikiem zajmującym się syntezą związków organicznych i metaloorganicznych. Kieruje Laboratorium Syntezy Metaloorganicznej w Centrum Nauk Biologiczno-Chemicznych Wydziału Chemii Uniwersytetu Warszawskiego, pracuje też na część etatu w Instytucie Chemii Organicznej PAN. Jednym z jego najważniejszych dokonań naukowych jest prowadzenie badań nad katalizatorami stosowanymi w reakcjach metatezy (podwójnej wymiany) olefin — związków z grupy węglowodorów nienasyconych, w których występuje jedno lub więcej podwójnych wiązań chemicznych między atomami węgla. Dzięki katalizatorom można znacznie przyspieszyć przebieg procesu chemicznego, co pozwala zwiększyć jego wydajność i selektywność, jednocześnie zmniejszając ilość powstających w jego efekcie odpadów.

Występujące w olefinach wiązanie podwójne węgiel-węgiel jest jednym z najbardziej użytecznych elementów budowy związków organicznych. Może być ono wykorzystane do konstrukcji rozmaitych szkieletów organicznych i jest z uwagi na wysoką reaktywność chemiczną jedną z najważniejszych grup funkcyjnych wykorzystywanych w licznych transformacjach chemicznych. Ze względu na tak szerokie możliwości, w ciągu ostatnich 150 lat chemicy poszukiwali nowych sposobów otrzymywania olefin. W ostatnich dekadach opracowana została całkowicie nowa droga otrzymywania tych związków chemicznych: reakcja metatezy (za to osiągnięcie trzej chemicy: Yves Chauvin, Robert Grubbs i Richard Schrock zostali uhonorowani Nagrodą Nobla w 2005 r.).

Prof. Grela wraz ze współpracownikami zajął się z kolei zagadnieniami związanymi z optymalizacją reakcji metatezy olefin, tzn. poszukiwaniem sposobów na to, by były one przeprowadzane w sposób bezpieczny dla środowiska, łączyły wysoką wydajność z możliwością ich prowadzenia w łagodnych warunkach (w temperaturze otoczenia lub niższej oraz np. w roztworach wodnych) oraz tolerancją na liczne, często bardzo reaktywne grupy funkcyjne. Z kolei katalizator powinien być w miarę możliwości niedrogi, łatwy do oddzielenia po reakcji i charakteryzować się wysoką aktywnością i stabilnością.

Wszystkie te istotne kwestie i wyzwania zostały zidentyfikowane, a często też rozwiązane przez grupę prof. Greli. Badania, którymi kieruje, doprowadziły do znalezienia wielu nowych katalizatorów będących kompleksowymi związkami rutenu, dzięki którym proces metatezy może być indywidualnie regulowany dla uzyskania niezliczonych zastosowań, zarówno w akademickiej chemii organicznej, jak też przemyśle (np. w produkcji nowych leków, nowych materiałów polimerowych, czy opracowywaniu receptur nowych paliw w oparciu o odnawialne materiały wyjściowe).

O międzynarodowym uznaniu dokonań prof. Greli świadczy m.in. to, że jeden z opracowanych przez niego i skomercjalizowanych katalizatorów jest nazywany w literaturze przedmiotu „katalizatorem Greli”.

olefinybadania i rozwójkatalizatory