Пиролиз целлюлозосодержащих материалов (макулатуры) с получением 1,6-ангидро-3,4-дидезокси-d-глицеро-гекс-3-енопираноз-2-улозы (левоглюкозенона) и его превращение в биологически активные соединения
450054, Уфа, просп. Октября, д. 69. Тел.:+7(347) 235-55-60. Email: chemorg@anrb.ru
Левоглюкозенон – биовозобновляемый енон, получается в результате пиролиза целлюлозосодержащих материалов. Уникальная структура левоглюкозенона позволяет использовать его в качестве многофункциональной хиральной матрицы, перспективной в синтезе природных соединений и аналогов. Для него характерны все превращения олефинов, кетонов, ацеталей. Наличие сопряженной двойной связи позволяет синтезировать аддукты Дильса-Альдера с 1,3-диенами – ключевых прекурсоров в синтезах тетродотоксина, аналогов элеутезидов, а аддукты Михаэля с СН-кислотами и циклоалканонами – в синтезах лактонов среднего и большого размеров. В настоящий момент левоглюкозенон применяется не только в стереоконтролируемых синтезах синтетических блоков для ряда природных соединений и аналогов, но также как заменитель токсичных растворителей в зеленой химии.
Получение левоглюкозенона пиролизом целлюлозосодержащих материалов (макулатуры) в присутствии кислых катализаторов и использование его в качестве хиральной биовозобновляемой платформы в синтезах и превращениях ∆3-аддуктов, в том числе продуктов присоединения 1,3-диенов и циклических кетонов, перспективных в получении известных биологически активных соединений или их аналогов.
1. Получение левоглюкозенона пиролизом целлюлозосодержащих материалов (бумаги) в присутствии фосфорной кислоты.
2. Синтезы аддуктов Дильса-Альдера левоглюкозенона с бутадиеном, изопреном, пипериленом, циклопентадиеном.
3. Получение аддуктов Михаэля левоглюкозенона с циклопентаноном,
-гексаноном, -гептаноном, -додеканоном.
4. Синтез предшественников биологически активных соединений и их аналогов на основе аддуктов Дильса-Альдера с 1,3-диенами и Михаэля с циклоалканонами.
5. Синтезы биологически активных замещенных хиральных бутан(ен)олидов.
1. Микроволновая печь
2. Делительная воронка
3. Реактор из стекла PYREX
4. Вакуумный насос
5. Комбайн для вакуумной перегонки
6. Плоскодонная колба 500 мл.
7. Круглодонная колба 100 мл
8. Стеклянный переходник "Паук"
9. Крафт-бумага, ватман, фильтровальная бумага
10. H3PO4
11. Циклоалканоны
12. 1,3-Диены
13. SiO2
14. ZnCl2
15. Растворители: Этилацетат, хлористый метилен, петролейный эфир (50-70 °С), хлороформ, толуол.
ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА
1. Пиролиз бумаги
2. Вакуумная перегонка левоглюкозенона (Желтая жидкость: Ткип. 231 ° C; 448 ° F; 504 K, плотность r1,304 г / см^3 (при 20 °C); показатель преломления 1,5065 (20 °C))
3. Получение аддуктов Дильса-Альдера левоглюкозенона с 1,3-диенами в каталитическом и термическом режимах.
4. Получение аддуктов Михаэля левоглюкозенона с циклоалканонами.
5. Колоночная хроматография полученных соединений.
РЕЗУЛЬТАТ ПРОЦЕССА:
1. Пиролизом целлюлозосодержащих материалов (макулатуры) будут получены препаративные количества левоглюкозенона.
2. Синтезированы аддукты Дильса-Альдера левоглюкозенона с бутадиеном, изопреном, пипериленом, циклопентадиеном.
3. Синтезированы аддукты Михаэля левоглюкозенона с циклопентаноном, -гексаноном, -гептаноном, -додеканоном.
4. Синтезированы предшественники биологически активных соединений и их аналогов на основе аддуктов Дильса-Альдера с 1,3-диенами и Михаэля с циклоалканонами.
5. Получены биологически активные бутанолиды.
КОНКУРЕНТНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА ПРОЦЕССА:
Описанные ранее методы химического синтеза левоглюкозенона мало эффективны и трудоемки. Пиролиз целлюлозы позволяет получать левоглюкозенон с выходом 2-3%. Нами разработан новый метод получения левоглюкозенона путем микроволнового облучения различных видов бумажного утиля – газетная бумага, крафт-бумага, ватман, фильтровальная бумага и т.п. Преимуществами данного метода являются технически простая и мобильная установка, небольшое время протекания реакции (одна загрузка ~2 мин), незначительное количество побочных продуктов. В таких условия в зависимости от вида сырья выходы удалось повысить до 8%. Данная технология позволяет сократить в десятки раз себестоимость левоглюкозенона (по каталогу Merck Catalogue 2023 год 100 г левоглюкозенона стоит 50 000.0 руб., 10 мг 26000.00 руб).
ТИП СОТРУДНИЧЕСТВА
Производственное соглашение
КОМАНДА НАУЧНОГО ПРОЕКТА
Валеев Фарид Абдуллович
Заведующий лабораторией фармакофорных циклических систем УфИХ УФИЦ РАН, д.х.н., проф.
Файзуллина Лилия Халитовна
Ведущий научный сотрудник лаборатории фармакофорных циклических систем УфИХ УФИЦ РАН, д.х.н.
Халилова Юлия Александровна
Старший научный сотрудник лаборатории фармакофорных циклических систем УфИХ УФИЦ РАН, к.х.н.
Галимова Юлия Сергеевна
Младший научный сотрудник лаборатории фармакофорных циклических систем УфИХ УФИЦ РАН
Ялалов Марсель Галимянович
Инженер лаборатории фармакофорных циклических систем УфИХ УФИЦ РАН