новый класс устойчивых органических катализаторов исследовали в СПбГУ

Соавтор статьи аспирант кафедры органической химии СПбГУ Иван Олегович Путнин. Фото: Александра Сысоева / СПбГУ

Ученые Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ) исследовали, как работает в сложных условиях новый класс устойчивых органических катализаторов. Авторы обнаружили преимущество сигма-дырочных катализаторов перед традиционными аналогами: металлами. Результаты этой работы помогут создавать зеленые каталитические системы для фармацевтики и материаловедения. Исследование было поддержано грантом РНФ и опубликовано в научном журнале Organic & Biomolecular Chemistry.

В пресс-службе СПбГУ пояснили, что в ходе своих экспериментов химики изучили катализаторы на основе сигма-дырок — областей с частичным положительным зарядом в молекулах, содержащих атомы галогенов и халькогенов. Оказалось, что они сочетают плюсы металлов и органических катализаторов: высокую активность, экологичность и устойчивость к воде и кислороду. Ранее взаимодействие сигма-дырочных доноров с краун-эфирами (крупными молекулами, имитирующими биологические среды) исследовали только в равновесных системах. Но ученые СПбГУ впервые проверили их в более сложных условиях: реакционной смеси с другими веществами. Выяснилось, что сигма-дырочные системы способны работать там, где металлы бессильны.

О преимуществах органических катализаторов корреспонденту «Научной России» рассказала одна из авторов исследования, младший научный сотрудник и ассистент кафедры органической химии СПбГУ Александра Александровна Сысоева.

«Органокатализаторы более удобны в работе, чем металлы, поскольку не требуют инертной атмосферы, они устойчивы на воздухе, их можно прекрасно хранить без использования специальных мер. Кроме того, такие катализаторы менее токсичны, чем металлы, и при этом они не такие дорогие, как, например, металлокатализаторы на основе платины, палладия, иридия, родия и т.д. Также у органокатализаторов более широкий диапазон настройки свойств. Если вспомнить природные катализаторы (ферменты), то они могут ускорять одну и ту же определенную реакцию в тысячи раз, никак не затрагивая при этом другие соединения. То есть органокатализаторы можно спроектировать так, чтобы они активировали только одну функциональную группу сложной молекулы и никак не влияли на совершенно другие имеющиеся в этой сложной молекуле группы. Именно этот факт побудил нас провести подобное исследование. Мы решили проверить, как работают наши катализаторы в присутствии мешающих факторов: нуклеофильных агентов. В качестве таких катализаторов в эксперименте выступали доноры  галогенной и халькогенной связей, а в качестве мешающих функциональных групп ― краун-эфиры, содержащие пять–шесть атомов кислорода».

Подробнее об исследовании — в нашем видео.

Новость подготовлена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ

Автор фото на заставке видео: Александра Сысоева / СПбГУ