Applicazione di tecniche innovative in sintesi organica: preparazione ed applicazione di nuovi catalizzatori a base di nanoparticelle Pd supportati e ottimizzazione della sintesi del tenofovir in reattori a flusso.

In recent years the scientific community has showed more and more attention to the application of processes and technologies that respect the environment, using unconventional methods. Among these the use of microwave, ultrasound, supported nanoparticles, reactions in aqueous media or solvent-free, and the flow chemistry represent excellent examples for the development of more environmentally friendly protocols. This project is based on the use of unconventional techniques and ¿green¿ methods applicable in organic synthesis. Due to the great attention given to the preparation of new Pd-catalysts, in this work PdNPs-supported catalysts were prepared and tested for C-C coupling reactions and semi-hydrogenation of alkynes. Nanoparticles of Pd were efficiently supported on silica derivatized with β-cyclodextrins and excellent results were obtained in Heck and Suzuki reaction by microwave irradiation. Novel lead-free PdNPs-supported catalysts prepared with "green" procedures were efficiently used for the semi-hydrogenation of alkynes. For each of the catalysts employed, conversion and selectivity to (Z)-alkene were measured, and values higher than 85% - 90% were obtained for both of them. Lastly, under the supervision of Prof. P.Watts into the laboratories of Nelson Mandela Metropolitan University in Port Elizabeth (South Africa), it was conducted a preliminary step of optimization of the synthesis of Tenofovir (an antiretroviral drug for HIV treatment) in microreactors.

Nel corso degli ultimi anni la comunità scientifica ha rivolto sempre maggiore attenzione verso l'applicazione di processi e tecnologie rispettose per l'ambiente, sfruttando metodologie non convenzionali. Tra queste l'impiego di microonde, ultrasuoni, nanoparticelle supportate, reazioni in mezzi acquosi o solvent-free, e la flow chemistry rappresentano eccellenti esempi per lo sviluppo di protocolli più ecocompatibili. Questo progetto di tesi è rivolto all'utilizzo di tecniche non convenzionali ed ¿environmentally friendly¿ applicabili in sintesi organica. Visto il grande interesse nella preparazione di nuovi catalizzatori a base di palladio, nel corso di questa tesi sono stati preparati e testati catalizzatori a base di nanoparticelle di palladio (PdNPs) supportate in reazioni di C-C coupling e di semiidrogenazione di alchini ad alcheni. Il Pd è stato efficientemente supportato su silice derivatizzata con β-ciclodestrina e ottimi risultati sono stai ottenuti nelle reazioni di Heck e Suzuki mediate da irraggiamento a microonde. Nuovi catalizzatori PdNPs supportati sono stati ottenuti con procedure ¿green¿ in assenza di sali di piombo ed efficientemente applicati nella semi-idrogenazione di alchini. Per ognuno di essi è stato misurata la conversione e la selettività della riduzione verso l'alchene cis ottenendo rispettivamente valori superiori all' 85%-90% in entrambe le valutazioni. Infine, nei laboratori del Nelson Mandela Metropolitan University di Port Elizabeth (South Africa) sotto la supervisione del Prof. P.Watts, è stata condotta la fase preliminare dell'ottimizzazione della sintesi del Tenofovir (farmaco antiretrovirale per il trattamento dell'AIDS) mediante microreattori a flusso.