Μελέτη αντιδράσεων σχηματισμού δεσμού C-C με χρήση στοχευμένα σχεδιασμένων πράσινων διαλυτών (Natural Deep Eutectic Solvents, NaDESs) και μικροκυματικής ακτινοβολίας

Τσόλα, Αθανασία; Tsola, Athanasia

dc.contributor.author	Τσόλα, Αθανασία	el
dc.contributor.author	Tsola, Athanasia	en
dc.date.accessioned	2021-10-20T09:35:13Z
dc.date.available	2021-10-20T09:35:13Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/53970
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.21668
dc.rights	Default License
dc.subject	DES	en
dc.subject	Domino Knoevenagel – Michael	en
dc.subject	Claisen – Schmidt	en
dc.subject	Φλαβανόνες	el
dc.subject	Χαλκόνες	el
dc.subject	Knoevenagel	en
dc.title	Μελέτη αντιδράσεων σχηματισμού δεσμού C-C με χρήση στοχευμένα σχεδιασμένων πράσινων διαλυτών (Natural Deep Eutectic Solvents, NaDESs) και μικροκυματικής ακτινοβολίας	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Οργανική Χημεία	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-07-08
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία επικεντρώθηκε στη μελέτη, τη διερεύνηση και την ανάπτυξη μιας νέας πράσινης μεθοδολογίας στην οργανική σύνθεση, χρησιμοποιώντας πράσινους διαλύτες σε συνδυασμό με τεχνικές υψηλής ενέργειας, όπως η μικροκυματική ακτινοβολία. Η σύνθεση αφορούσε τη διεξαγωγή τριών σημαντικών αντιδράσεων σχηματισμού δεσμού C-C : την αντίδραση συμπύκνωσης Knoevenagel, την αντίδραση πολλών συστατικών (Multicomponent) Domino Knoevenagel – Michael και την αντίδραση αλδολικής συμπύκνωσης Claisen-Schmidt. Για τη μελέτη των αντιδράσεων χρησιμοποιήθηκαν ως πράσινοι διαλύτες οι φυσικοί βαθέως ευτηκτικοί διαλύτες (NaDESs), οι οποίοι ερευνήθηκαν για το διττό τους ρόλο, τόσο ως καταλύτες όσο και ως διαλύτες. Πραγματοποιήθηκε η σύνθεση δύο NaDESs με βάση την προλίνη και συγκεκριμένα, προλίνη – οξαλικό οξύ, προλίνη - γλυκερόλη με γραμμομοριακή αναλογία 1 : 1 και 1 : 2 αντίστοιχα. Το NaDES προλίνη – οξαλικό οξύ διαθέτει όξινο χαρακτήρα ενώ το NaDES προλίνη – γλυκερόλη διαθέτει ασθενώς βασικό χαρακτήρα. Για τη διερεύνηση και βελτιστοποίηση της κάθε αντίδρασης, σχεδιάστηκε μια αντίδραση «μοντέλο», με συγκεκριμένα αντιδρώντα, όπου μελετήθηκαν οι συνθήκες διεξαγωγής τους, οι αναλογίες των αντιδρώντων, καθώς η χρήση του κατάλληλου DES. Παράλληλα, έγιναν προσπάθειες ενίσχυσης του πράσινου χαρακτήρα των αντιδράσεων, εφαρμόζοντας φιλικές προς το περιβάλλον τεχνικές υψηλής ενέργειας, όπως η χρήση μικροκυματικής ακτινοβολίας, ενώ ακόμη πραγματοποιήθηκε η ανακύκλωση και επαναχρησιμοποίηση των DESs στις αντιδράσεις, έως και τρεις φορες. Η αντίδραση συμπύκνωσης Knoevenagel μελετήθηκε χρησιμοποιώντας ως αντιδρώντα μια φλαβανόνη και μια βενζαλδεϋδη (βανιλίνη). Η χρήση των δύο NaDESs δεν οδήγησε στο επιθυμητό προϊόν, όπως διαπιστώθηκε με φασματοσκοπία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (NMR). Η αντίδραση πολλών συστατικών Domino Knoevenagel – Michael, πραγματοποιήθηκε μεταξύ του τετρονικού οξέος και της βανιλίνης. O NaDES προλίνη-οξαλικό οξύ οδήγησε στο επιθυμητό προϊόν ενώ με τον προλίνη-γλυκερόλη δεν πραγματοποιήθηκε η αντίδραση. Η αντίδραση αυτή απαιτεί βελτιστοποίηση όσον αφορά την απόδοση και τις συνθήκες διεξαγωγής της. Η αντίδραση αλδολικής συμπύκνωσης Claisen – Schmidt, μελετήθηκε μεταξύ υποκατεστημένων 2’-υδροξυ-ακετοφαινονών και βενζαλδεϋδών. Στην περίπτωση αυτή, ο NaDES προλίνη-οξαλικό οξύ δεν έδωσε προϊόν όμως ο προλίνη-γλυκερόλη αποδείχθηκε πολύ καλός διαλύτης-καταλύτης για την αντίδραση αυτή. Η αντίδραση οδηγεί στο σχηματισμό χαλκονών σε απόδοση 40% ή μίγματος χαλκόνης-φλαβανόνης , όπως διαπιστώθηκε μέσω της φασματοσκοπίας NMR και της φασματοσκοπίας μάζας (ESI-MS).	el
heal.abstract	The present research study focuses on the investigation and development of a new green methodology in organic synthesis, using green solvents in combination with high energy techniques, such as microwave radiation. The synthesis involved three important C-C bond forming organic reactions: the Knoevenagel condensation reaction, the Multicomponent Domino Knoevenagel-Michael condensation reaction, and the Claisen-Schmidt aldol concendensation reaction. In order to study the reactions, Natural deep eutectic solvents (NaDESs) were used as alternative green media and they were explored for their dual role, both as catalysts and as solvents. Two NaDESs based on proline were synthesized, specifically, proline - oxalic acid and proline – glycerol, in a molar ratio of 1:1 and 1:2 respectively. Proline - oxalic acid possesses an acidic character whereas proline-glycerol has a weak basic character. To investigate and optimize each reaction, a "model" reaction was designed, with specific reactants, where the reaction conditions, the moleqular ratio of the reactants and the use of the suitable solvent were extensively studied. At the same time, in order to enhance the green character of the reactions, environmentally friendly high-energy techniques were applied, such as microwave irradiation, while the recyclability and reuse of the green solvents up to three times, were also studied. The Knoevenagel condensation reaction between a flavanone and a benzaldehyde (vanillin) was performed in the above mentioned NaDESs but did not produce the desired products, as determined by NMR spectroscopy. The domino Knoevenagel-Michael reaction between tetronic acid and vanillin in proline-oxalic acid, resulted in the desired bis-dicarbonyl-methane derivative, identified by NMR and MS spectroscopy. This reaction requires further investigation and optimization regarding the yield and the reaction conditions. The aldol reaction (Claisen-Schmidt) was performed between appropriately substituted 2’-hydroxy-acetophenones and benzaldehydes. We were gratified to find that the NaDES proline-glycerol promoted the reaction to the corresponding chalcones 40% or a mixture of chalcone and flavanone, as shown by NMR and MS spectroscopy.	en
heal.advisorName	Δέτση, Αναστασία	el
heal.advisorName	Κωστοπούλου, Ιωάννα	el
heal.advisorName	Καραδένδρου, Μαρία Άννα	el
heal.committeeMemberName	Βουτσάς, Επαμεινώνδας	el
heal.committeeMemberName	Δέτση, Αναστασία	el
heal.committeeMemberName	Παυλάτου, Ευαγγελία	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Χημικών Επιστημών (I). Εργαστήριο Οργανικής Χημείας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	120 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false