Obnovljivi reagenti za nukleofilno fluoriranje na osnovi imidazolijevega fluoridaPetrovčič, Jan (Avtor) Iskra, Jernej (Mentor) Tavčar, Gašper (Komentor) nukleofilno fluoriranjereagenti na osnovi N-heterocikličnega karbenapoli(vodikovi fluoridi)recikliranjezelena kemijaFarmacevtska industrija, medicinska diagnostika, agrokemija in kemija materialov predstavljajo le nekaj področij, ki so bistveno napredovala zaradi razvoja kemije fluora in posebnih lastnosti fluoriranih spojin. Z željo po razvijanju omenjene kemije, smo razširili začetno raziskavo reaktivnosti reagentov na osnovi imidazolijevega fluorida. Najmanj reaktivnega in hkrati najbolj stabilnega izmed omenjenih reagentov (1,3-bis(2,6-diizopropilfenil)imidazolijev divodikov trifluorid; ImH2F3) smo uspešno aktivirali za fluoriranje benzil bromidov. Preizkusili smo do sedaj znane aktivatorje [F(HF)n]– zvrsti iz literature in ocenili njihovo primernost za uporabo v našem sistemu. Pri fluoriranju benzilnih substratov se je sterično ovirana baza DIPEA izkazala kot ključen dodatek za hitro in selektivno fluoriranje. Isti učinek aktivacije smo dosegli le še s kalijevim in cezijevim fluoridom, litijev in natrijev fluorid pa sta neaktivna. Preučili smo vpliv vode, načina segrevanja in reakcijske skale na potek reakcije fluoriranja benzilnih substratov. Dodatek vode je imel negativen vpliv pri aktivaciji z DIPEA, nasprotno pa je kalijev fluorid omogočal fluoriranje tudi v zmesi acetonitrila in vode. Z mikrovalovnim segrevanjem smo lahko dosegli višje temperature in posledično krajše reakcijske čase. Pri prehodu na večjo skalo fluoriranja je bilo potrebno posebno pozornost nameniti koncentracijam reaktantov ali pa ustrezno skrajšati reakcijski čas. Z optimiziranim postopkom smo fluorirali širok nabor benzilnih substratov, pri čemer se je od bromida, jodida, mezilata in tozilata le klorid izkazal kot slabša izstopajoča skupina. Benzilne substrate smo fluorirali z dobrimi do odličnimi izkoristki (56–93 %). Večina preizkušenih substratov z elektron donorskimi ali elektron akceptorskimi skupinami je kompatibilna z optimiziranimi reakcijskimi pogoji. Izkoristke fluoriranja benzil kloridov smo povečali z uporabo presežka reagenta in aktivatorja. Nabor substratov smo razširili in poleg aromatskega substrata, acil ter sulfonil klorida fluorirali tudi primarni jodid, sekundarni mezilat in -bromokarbonilni spojini. Pokazali smo, da je ImH2F3 poleg reakcij fluoriranja primeren tudi kot reagent za odščito sililnih etrov. Razvili smo enostaven separacijski postopek, ki nam je poleg izolacije fluoriranega produkta omogočal tudi izolacijo preostanka reagenta. Slednjega smo uspeli regenerirati z uporabo fluorovodikove kisline ali brezvodnega vodikovega fluorida brez organskih topil. Uporaba ionske kromatografije nam je omogočila spremljanje reakcij zamenjav anionskega dela imidazolijevih soli. Pokazali smo, da je aktiviran H2F3– anion lahko dober vir nukleofilnega fluorida. Z vezavo H2F3– iona na imidazolijev strukturni element dobimo stabilen fluorirni reagent, ki se lahko uporablja na zraku, v vodnih pogojih in je hkrati enostavno obnovljiv s fluorovodikovo kislino.20192019-11-04 11:00:10Magistrsko delo/naloga112679sl