Zelená chemie jako nástroj organické syntézy pro tvorbu nových C-C vazeb

Abstract

Tvorba nových uhlík-uhlík (C-C) väzieb je fundamentálnym procesom v organickej syntéze, avšak konvenčné metódy sú často spojené so zvýšenou environmentálnou záťažou. Táto bakalárska práca sa preto zameriava na aplikáciu princípov zelenej chémie pri tvorbe C-C väzieb metódou priamej arylácie, konkrétne na optimalizáciu reakčných podmienok pre priamu aryláciu kyseliny pivalovej. Teoretická časť poskytuje hlbší vhľad do princípov zelenej chémie, analyzuje výhody a výzvy spojené s priamou aryláciou a mikrovlnnou syntézou, a diskutuje úlohu zelených rozpúšťadiel. V rámci experimentálnej časti boli systematicky skúmané rôzne katalytické systémy (vrátane zlúčenín niklu a paládia), vplyv ekologicky prijateľnejších rozpúšťadiel (napr. gamma-valerolaktón, glycerol, polyetylénglykol) a využitie mikrovlnného žiarenia ako nekonvenčného zdroja energie. Práca demonštruje potenciál zelenej chémie pri vývoji efektívnejších a environmentálne šetrnejších syntetických metód pre tvorbu C-C väzieb.The formation of new carbon-carbon (C-C) bonds is a fundamental process in organic synthesis; however, conventional methods are often associated with an increased environmental burden. This bachelor's thesis, therefore, focuses on the application of green chemistry principles to C-C bond formation via the direct arylation method, specifically on optimizing reaction conditions for the direct arylation of pivalic acid. The theoretical part provides a deeper insight into the principles of green chemistry, analyzes the advantages and challenges associated with direct arylation and microwave synthesis, and discusses the role of green solvents. In the experimental part, various catalytic systems (including nickel and palladium compounds), the influence of more environmentally friendly solvents (e.g., gamma-valerolactone, glycerol, polyethylene glycol), and the use of microwave irradiation as an unconventional energy source were systematically investigated. The thesis demonstrates the potential of green chemistry in developing more efficient and environmentally friendly synthetic methods for C-C bond formation.