Approcci innovativi in sintesi organica: preparazione e caratterizzazione di catalizzatori a base di beta-CD-Cu (II) supportati su silice e sintesi del 2-etossi-4-metilbenzoato di etile in flusso

I sistemi ibridi inorganico-organico hanno ottenuto sempre più attenzione all'interno della comunità scientifica grazie alle loro applicazioni in ambito catalitico. La silice rappresenta un ottimo supporto che può essere facilmente funzionalizzato tramite deboli interazioni oppure tramite legami covalenti permettendo la preparazione di sistemi molto stabili ed economici per il supporto di catalizzatori metallici. L'interposizione di uno spacer flessibile organico tra il supporto e il ligando può aumentare la stabilità e l'accessibilità delle specie metalliche ancorate1 e la ciclodestrina (CD) è risultata un legante particolarmente idoneo in reazioni condotte in solventi acquosi. In questo lavoro sono stati sintetizzati in maniera convenzionale e attraverso l'utilizzo di ultrasuoni e microonde tre catalizzatori a base di Cu(II) complessato all'interno di β-CD supportate su silice tramite legami covalenti. L'influenza di differenti distanziatori amminici flessibili è stata testata al fine di osservare come la variabilità del linker tra silice e CD influenzasse la percentuale di grafting e l'efficienza del catalizzatore finale. Queste differenze sono state osservate attraverso l'analisi termogravimetrica e spettroscopica (IR e UV-vis). L'attività catalitica è stata testata attraverso la reazione di cicloaddizione azido-alchino Cu(I) catalizzata e una correlazione tra l'attività catalitica e la struttura dell'ammino-spacer è stata osservata. Per valutare l'impatto della porzione organica nella formazione di siti catalitici definiti, è stata condotta l'analisi XAS (X-ray absorption spectroscopy), con la quale si è confermata l'interazione del Cu(II) sia con gli ossidrili ciclodestrinici sia con i gruppi amminici dello spacer, i quali aumentano l'efficienza del catalizzatore. Il confinamento del rame sulla silice è stato anche dimostrato tramite analisi TEM, che ha permesso di osservare le differenze morfologiche del catalizzatore, prima e dopo l'utilizzo. Il mantenimento della morfologia delle particelle di silice funzionalizzata è stata osservata, così come la presenza in tracce di nanoparticelle di Cu(0). Inoltre, data l'eccellente attività catalitica del catalizzatore in assenza di agenti riducenti, la caratterizzazione tramite XAS, UV-Vis e IR è stata cruciale per provare la formazione di specie Cu(I) in situ e stabilire l'influenza degli ammino-spacer nella stabilizzazione delle specie di rame. La CuAAC è stata ripetuta con diversi substrati per confermare la versatilità del catalizzatore e il suo recupero e riutilizzo è stato dimostrato. La repaglinide è un farmaco utilizzato nel trattamento del diabete di tipo 2, una patologia sofferta dal 95% dei pazienti diabetici. Nella seconda parte di questo lavoro il 2-etossi-4-metilbenzoato di etile, un intermedio chiave nella sintesi della repaglinide,2 è stato sintetizzato a partire dal acido 4-metilsalicilico in maniera convenzionale e poi in flusso, al fine di ottenere una sintesi più sostenibile ed applicabile industrialmente.