See veebileht kasutab küpsiseid kasutaja sessiooni andmete hoidmiseks. Veebilehe kasutamisega nõustute ETISe kasutustingimustega. Loe rohkem
Olen nõus
"Eesti Teadusfondi uurimistoetus (ETF)" projekt ETF8255
ETF8255 "Asümmeetriline induktsioon konformatsiooniliselt paindlikes süsteemides" (1.01.2010−31.12.2013); Vastutav täitja: Toomas Tamm; Tallinna Tehnikaülikool, Matemaatika-loodusteaduskond; Finantseerija: Sihtasutus Eesti Teadusfond , Sihtasutus Eesti Teadusagentuur; Eraldatud summa: 52 920 EUR.
ETF8255
Asümmeetriline induktsioon konformatsiooniliselt paindlikes süsteemides
Asymmetric induction in conformationally flexible systems
1.01.2010
31.12.2013
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus (ETF)
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.11. Keemia ja keemiatehnikaP410 Teoreetiline ja kvantkeemia 1.3. Keemiateadused (keemia ja muud seotud teadused)50,0
4. Loodusteadused ja tehnika4.11. Keemia ja keemiatehnikaP390 Orgaaniline keemia 1.3. Keemiateadused (keemia ja muud seotud teadused)50,0
PerioodSumma
01.01.2010−31.12.2010207 000,00 EEK (13 229,71 EUR)
01.01.2011−31.12.201113 230,00 EUR
01.01.2012−31.12.201213 230,00 EUR
01.01.2013−31.12.201313 230,00 EUR
52 919,71 EUR

Üks peamisi käelisuse sissetoomise viise orgaanilises sünteesis on kiraalsete katalüsaatorite kasutamine. Reaktsioonikompleksid, mis koosnevad katalüsaatorist ja mitmest reagendist, on sageli konformatsiooniliselt paindlikud ja hõlmavad mitmeid lokaalseid energiamiinimume ja aktiveeritud olekuid, mis on energeetiliselt üksteisele väga lähedased. Samal ajal määrab reaktsioonide stereospetsiifilisuse sageli samavõrd väike erinevus erinevate stereokeemiliste tulemusteni viivate reaktsiooniteede barjääride kõrguses. Konformatsioonilise paindlikkuse arvesse võtmise meetodid aktiveeritud olekute modelleerimisel ei ole kuigi arenenud, eriti stereokeemia kontekstis. Käesolevas projektis planeerime arvutusmeetodi väljaarendamist, mis kombineerib molekulaarmehaanilist ja kvantmehaanilist lähenemist, võtmaks arvesse reaktsioonieelsete ja -järgsete kompekside ning aktiveeritud olekute konformatsioonilist paindlikkust. Kuna kõnealuste konformeeride energiad on väga lähedased, moodustub nende baasil statistiline jaotus. Juhul, kui mõni vaheolek on piisavalt pikaealine, toimuvad selles jaotuses muutused ka reaktsiooni käigus. Arendatav lähenemine peab arvesse võtma nii neid statistilisi jaotusi, kui vajaduse korral ka nendes toimuvaid muutusi, samuti nende vastastikust mõju faktoritega, mis mõjutavad stereoselektiivsust. Lähenemist rakendame algselt taotleja kolleegide poolt uuritavatele stereoselektiivsetele reaktsioonidele: titaan-tartraat komplekside poolt katalüüsitavatele oksüdatsiooniprotsessidele ning bipiperidiini ja bimorfoliini derivaatide poolt katalüüsitavatele aldoolreaktsioonidele. Töö edasistes etappides rakendatakse meetodit ka muudele sobivatele reaktsioonidele. Projekt viib asümmeetrilise induktsiooni mehhanismide paremale mõistmisele ning võimaldab teha ettepanekuid katalüsaatorite modifitseerimiseks, et suurendada nende efektiivsust ja stereoselektiivsust.
One of the main methods for introduction of chirality in organic synthesis is via chiral catalysts. The reaction complexes, involving the catalysts and several reactants, are often conformationally flexible and involve many local minima and transition states which are energetically very close to each other. At the same time, stereoselectivity is often determined by equally small differences between barrier heights leading towards alternative stereochemical outcomes. The methods of accounting for conformational flexibility in transition state modeling are not well developed, especially in the context of stereochemistry. We propose development of a computational method, combining molecular mechanics and quantum mechanics simulations, to account for conformational flexibility in the pre- and post-reaction complexes and transition states. Due to the proximity of the energies of the conformers involved, a statistical distribution between these will form. This distribution is likely to change during the course of the reaction if any of the intermediate stages is sufficiently long-lived. The existence and changes in the statistics of conformations, and their interplay with the factors determining stereoselectivity, need to be taken into account. The approach will initially be applied to the stereospecific reactions being investigated by the colleagues of the applicant: oxydation catalyzed by titanium tartrate complexes, and aldol reactions catalyzed by bipiperidine and bimorpholine derivatives. Application to other relevant reactions will be possible at later stages of the work. The project will lead to better understanding of the mechanisms of asymmetric induction and proposals for modifications to the catalysts, in order to enhance their efficiency and stereoselectivity.