Projectes de recerca competitius finançats per entitats externes
Aproximaciones Sinérgicas para el Diseño de
Catalizadores para la Producción Eficiente de Sustancias Enantiopuras (SYN4CAT)
Acrònim
SYN4CAT
Títol projecte
Aproximaciones Sinérgicas para el Diseño de
Catalizadores para la Producción Eficiente de Sustancias Enantiopuras (SYN4CAT)
Referència externa
PID2022-139996NB-I00
Descripció/abstract
La producción de compuestos enantioméricamente puros es un proceso clave de la industria química. Es especialmente relevante en la
industria farmacéutica ya que muchos medicamentos son enantiómeros. La catálisis asimétrica permite obtener estos compuestos con
mayor rendimiento, en menos pasos de reacción y menos energía que otros procesos. Por lo tanto, es un facilitador clave del crecimiento
sostenible. Hay muchos procesos sintéticos asimétricos cuya versión catalítica aún no está lista. Los objetivos de este proyecto son
aumentar la estabilidad y selectividad de los catalizadores quirales para algunos procesos existentes, desarrollar catalizadores quirales
para procesos para los que no están ampliamente disponibles, mejorar la producción catalítica para hacerla más transferible a la industria
y utilizar el aprendizaje automático y otras herramientas de química computacional para facilitar estos avances. Trabajaremos con
sustratos complejos y combinaciones novedosas de sustrato-nucleófilo/electrófilo/dipolarófilo, desarrollaremos catalizadores soportados
para facilitar la recuperación del catalizador y versiones de flujo continuo de procesos batch, y comenzaremos a usar herramientas de
aprendizaje automático. Concretamente: a) Desarrollaremos catalizadores "a medida" para reacciones asimétricas de productos de alto
valor añadido. Mejoraremos el estado del arte en diseño de catalizadores para: hidrogenación de olefinas tetra- y Z-trisustituidas,
sustitución alílica de sustratos asimétricos, sustitución alílica interceptiva de nuevos aceptores de Michael, sustitución propargílica de
epóxidos propargílicos sustituidos y sustratos de tipo cinamilo 3-sustituidos, oxindoles 3-sustituidos no protegidos y lactidas (para la
fluoración organocatalizada) e hidroformilación de olefinas 1,1-disustituidas. b) Inmovilizaremos en soporte de poliestireno algunos
catalizadores quirales facilitando así su recuperación. Esto resolvería su reutilización a escala industrial que es una problemática conocida
de la catálisis homogénea. Esto también nos permitirá desarrollar versiones de flujo continuo de algunos procesos batch catalíticos. Esto
es relevante para la industria, ya que simplifica el proceso y facilita el control y la producción 24/7. c) Utilizaremos modelos
computacionales para facilitar la búsqueda y optimización de los catalizadores, haciendo así que la investigación sea más rápida, más
sostenible y menos costosa. Los avances en catálisis asimétrica se basan principalmente en ciclos repetidos de prueba y error. La
racionalización de los resultados experimentales proporciona relaciones cualitativas entre la estructura del catalizador y la reactividad que
guían el diseño de nuevos ligandos y sustratos que se probarán en el siguiente ciclo. Utilizaremos modelos teóricos (DFT) de intermedios
y mecanismos de reacción, RMN e IR in situ, marcaje isotópico y cinéticas para comprender mejor el proceso catalítico y guiar el diseño
de nuevos ligandos. Para reducir el número de ensayos fallidos al explorar el vasto espacio químico en busca de nuevos catalizadores o
con mejor reactividad, utilizaremos modelos de aprendizaje automático y modelos Q2MM. Generaremos bases de datos de reactividad
catalítica para desarrollar modelos que predigan la selectividad y actividad de catalizadores en la reducción de olefinas Z-trisustituidas y
aminaciones alílicas de sustratos no simétricos. Tres empresas colaborarán en este proyecto.
Entitat finançadora
MINISTERIO DE CIENCIA E INNOVACION
Import concedit
231.250,00 €
Logos
Convocatòria
Convocatoria de tramitación anticipada para el año 2022 del procedimiento de concesión de ayudas a «Proyectos de Generación de Conocimiento» y a actuaciones para la formación de personal investigador predoctoral asociadas a dichos proyectos, en el marco del Plan Estatal de Investigación Científica, Técnica y de Innovación 2021-2023.
Data inici
01-09-2023
Data fi
31-08-2026
Departament/IP
Química Física i Inorgànica/DIÉGUEZ FERNÁNDEZ, MONTSERRAT; PAMIES OLLÉ, OSCAR
