• catalisi eterogenea
• cross-coupling
• Suzuki

Questo lavoro di Tesi sarà inserito nell’ambito di un programma di ricerca volto a individuare nuovi sistemi catalitici supportati in grado di promuovere reazioni di formazione di legami C-C efficientemente, con bassi carichi di metallo e in condizioni il più possibile semplici e ‘green’. Tale programma è condotto in collaborazione con l’Advanced Catalysts, uno spin-off del nostro Dipartimento.
In questo contesto, principale obiettivo di questo lavoro di Tesi sarà quello di studiare e valutare le potenzialità, come catalizzatori eterogenei per reazioni di cross-coupling secondo Suzuki, di nuovi sistemi costituiti da nanoparticelle di palladio ottenute ‘via’ Metal Vapor Synthesis e supportate su semplici matrici commerciali, ovvero setacci molecolari o silice MCM-41 (Pd/MS o Pd/MCM-41). E’ da rilevare che la ricerca di sistemi catalitici eterogenei sempre più pratici, semplici, economici ed efficienti per reazioni tipo Suzuki è ancora oggi un argomento di grande interesse, soprattutto da un punto di vista applicativo e industriale.
Più in particolare, in primo luogo sarà condotta una serie di prove atte a verificare, per ognuno dei sistemi catalitici esaminati, la possibilità di promuovere la reazione in questione ancora più efficientemente di quanto sia già risultato capace di fare un simile sistema costituito da analoghe nanoparticelle di Pd supportate su polivinilpiridina (Pd/PVPy). Infatti, in studi precedentemente effettuati nel nostro laboratorio, tale sistema è risultato in grado di promuovere efficientemente e competitivamente cross-coupling di Suzuki su ioduri e bromuri arilici, ma ha anche mostrato alcuni limiti delle sue capacità.
Sarà quindi effettuato uno studio volto ad ottimizzare le reazioni attraverso un accurato screening delle condizioni (solventi, basi, additivi, carichi di metallo, anaerobicità o meno, temperatura, concentrazioni, rapporti fra reagenti, ecc.), mirando verso protocolli il più possibile in accordo con i principi della ‘green chemistry’. I migliori risultati ottenuti saranno anche confrontati con quelli ricavabili, a parità di condizioni, con alcuni usuali catalizzatori supportati commerciali. Successivamente, mediante significative serie di reazioni condotte su substrati di diversa natura, saranno verificate la validità, la generalità e l’utilità dei protocolli individuati.
Sarà inoltre valutata la perdita di metallo dal catalizzatore a fine reazione e quindi, se questa sarà bassa, saranno condotte prove di riclabilità del catalizzatore stesso.