ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ. Современная химическая промышленность не может обойтись без использования катализаторов

Современная химическая промышленность не может обойтись без использования катализаторов. Традиционно используемые в ней гетерогенные катализаторы обладают, как правило, низкой селективностью и не очень высокой активностью. Широко используемые в лабораторной практике гомогенные катализаторы обладают одновременно высокой активностью и селективностью, реакции в их присутствии можно проводить в мягких условиях, однако их стоимость слишком велика для внедрения в промышленность, а низкая стабильность препятствует повторному использованию. В этой связи важной задачей становится разработка таких систем, которые обладали бы одновременно свойствами и гомогенных, и гетерогенных катализаторов. Перспективными лигандами для таких систем являются дендримеры – трехмерные разветвленные макромолекулы с регулярной структурой. Основными их достоинствами являются широчайшая возможность модификации концевых групп, возможность расположения каталитических центров в ядре, узлах или на периферии дендримера, а также способность самих дендримеров сжиматься и выпадать в осадок под действием т.н. «плохих» растворителей, что делает возможным повторное использование.

В нашей лаборатории был разработан подход, позволяющий гетерогенизировать катализаторы на основе дендримеров и наночастиц металлов. Данный подход предполагает предварительную сшивку дендримеров различными агентами (диэпоксиды, диизоцианаты) с последующим нанесением наночастиц металлов.

В ходе работы нам был синтезирован материал на основе наночастиц палладия, инкапсулированных в мезопористую сетку из PPI-дендримеров 3-го поколения (DAB(NH₂)₁₆), сшитых бисфенол А диглицидиловым эфиром.

Для создания мезопористой структуры дендритной матрицы мы использовали блок(полиэтиленгликоль)-блок(полипропиленгликоль)-блок(полиэтингликоль) сополимер (Плюроник P123). Полимер предварительно метилировали по концевым ОН группам, чтобы избежать реакции с сшивающим агентом (Схема 11):

Схема 11. Реакция метилирования плюроника P123.

При смешении Плюроника P123 с дендримером происходит образование надструктур за счет водородных связей между аминогруппами дендримера и эфирными группами полимера и гидрофобных взаимодействий между алкильными группами обоих веществ. При этом нарушается плотнейшая шаровая упаковка дендримеров, между ними возникают полости, заполненные полимером (Схема 12).