Протонные ионные жидкости с нуклеофильными анионами: регенерируемые растворители, катализаторы и реагенты нового поколения

Загрязнение окружающей среды является одной из важнейших проблем человечества, причём наибольшую опасность представляет загрязнение отходами химических производств, среди которых значительные объёмы занимают использованные органические растворители и различные побочные продукты. Поэтому в XXI веке огромное внимание стало уделяться разработке процессов, которые не только обеспечивают высокую хемо-, регио- и стереоселективность реакции, но также являются безопасными как для человека, так и для окружающей среды, удовлетворяя концепциям экономии атомов (atom economy), ресурсов и энергии (sustainable chemistry), а также экологичности (green chemistry). Поиск подходящих реагентов, катализаторов и растворителей для успешного достижения этих целей представляет собой одну из самых актуальных задач химии.Данный Проект посвящён созданию регенерируемых протонных ионных жидкостей нового поколения с нуклеофильными анионами, которые могут выступать в качестве растворителей, кислотно-основных катализаторов и реагентов для эффективного осуществления разнообразных химических превращений. Использование таких многоцелевых соединений позволит значительно снизить степень загрязнения окружающей среды при протекании тех же процессов, которые в настоящее время проводятся в обычных органических растворителях, а также разработать новые «зелёные» реакции.В ходе выполнения Проекта планируется достичь следующих результатов:1) разработать методы синтеза новых протонных ионных жидкостей с нуклеофильными анионами и оптимизировать методы синтеза ранее описанных, но малоизученных протонных ионных жидкостей;2) изучить электрохимические, термохимические и другие физико-химические свойства синтезированных протонных ионных жидкостей;3) изучить модельные процессы, в которых синтезированные протонные ионные жидкости, содержащие в качестве анионной компоненты азид-ион (BH+·N3‒) и тиоцианат-ион (BH+·SCN‒), выступали бы как регенерируемые растворители, кислотно-основные катализаторы и нуклеофильные реагенты, с образованием соответствующих азидов, (изо)тиоцианатов или продуктов их вторичных превращений, в первую очередь – гетероциклов. В качестве таких процессов будут исследованы реакции нуклеофильного замещения в алкилгалогенидах, алкилсульфонатах, активированных спиртах; реакции присоединения по Михаэлю к акцепторным алкенам и алкинам; реакции нуклеофильного раскрытия эпоксидов и циклопропанов;4) разработать новые эффективные процессы, в которых синтезированные протонные ионные жидкости могли бы наиболее ярко проявить свой синтетический потенциал;5) разработать методы регенерации предложенных новых протонных ионных жидкостей после реализации целевых превращений.Таким образом, будут разработаны методы синтеза широкого круга практически полезных органических соединений, обеспечивающие минимальное загрязнение окружающей среды, благодаря использованию регенерируемых протонных ионных жидкостей как растворителей, кислотно-основных катализаторов и нуклеофильных реагентов нового поколения. Ожидается, что полученные результаты будут соответствовать передовому уровню исследований в данной области в мире; будут иметь значительный потенциал для внедрения в промышленность, обеспечивая экологичность химических производств за счёт высокой эффективности разработанных превращений и возможности повторного использования регенерированных реагентов.