Российские ученые разработали новое соединение, ускоряющее химические реакции, которое можно использовать для синтеза лекарств. Благодаря несимметричной структуре оно позволяет соединять в единую систему две молекулы, точно контролируя их расположение в пространстве. Статья опубликована в журнале Angewandte Chemie. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда (РНФ) в рамках Президентской программы исследовательских проектов.

Предсказание свойств химических веществ – крайне сложная задача, и ученым приходится синтезировать тысячи пробных соединений, прежде чем они обнаружат нужное. Для быстрого синтеза ученые используют специальные катализаторы (ускоряющие реакцию вещества), которые соединяют нескольких молекул в одну, более сложную, структуру. По мере того, как развивается эта область химии, строение катализаторов постоянно усложняется. Зачастую по размеру и замысловатости молекулы катализаторов начинают превосходить те вещества, которые они помогают получить.

Группа химиков из Института элементоорганических соединений РАН разработала новый катализатор, который значительно проще и доступнее лучших аналогов, созданных в лабораториях Швейцарии и Германии. В его основе − атом родия в несимметричном «цикле», собранной из трех молекул ацетилена. Благодаря этим «циклам», отличающимся как зеркальные отражения, существуют две формы катализатора – одинаковые по строению, но отличающиеся расположением атомов в пространстве.

Многие вещества, как и разработанный учеными катализатор, существуют в виде смеси таких стереоизомеров (зеркальных отражений), которые имеют разные свойства. Когда в химической реакции используются симметричные катализаторы, она дает на выходе смесь, содержащую оба стереоизомера. Применение несимметричных катализаторов позволяет получать только одну форму искомой молекулы.

«Говоря простым языком, катализатор сначала располагает вокруг себя молекулы исходных реагентов А и Б, а затем они взаимодействуют друг с другом и образуется продукт А-Б. Если катализатор симметричный, то исходные реагенты могут располагаться вокруг него несколькими способами, например, АБ и БА. В конечном счете это приведет к образованию двух продуктов с разным строением: А-Б и Б-А. Если же используется несимметричный катализатор, то «правый» катализатор дает «правую» форму продукта, «левый» – «левую»», – пояснил один из авторов работы, старший научный сотрудник Института элементоорганических соединений имени А.Н. Несмеянова РАН Дмитрий Перекалин.

Важное преимущество предложенного учеными катализатора перед его аналогами – простота его синтеза и доступность необходимых для него соединений. Хотя в нем используется довольно дорогой элемент – родий, органический фрагмент соединения намного проще в получении и обходится гораздо дешевле, чем у других подобных катализаторов.

По словам авторов работы, разработанный катализатор поможет синтезировать новые противогрибковые препараты, которые необходимы для ведения эффективного сельского хозяйства, для защиты семян и растений.​

Источники

Химики нарушили симметрию ради создания противогрибковых препаратов
Margust (gazeta-margust.ru), 04/05/2018
Химики из России "научили" катализатор нарушать закон химической симметрии
123ru.net, 04/05/2018
Химики нарушили симметрию ради создания противогрибковых препаратов
Газета.Ru, 04/05/2018
Химики из России "научили" катализатор нарушать закон химической симметрии
Новости@Rambler.ru, 04/05/2018
Химики из России "научили" катализатор нарушать закон химической симметрии
РИА Новости, 04/05/2018
Химики нарушили симметрию ради создания противогрибковых препаратов
Nanonewsnet.ru, 04/05/2018
Химики из России "научили" катализатор нарушать закон химической симметрии
Livekurs.ru, 04/05/2018
Химики нарушили симметрию ради создания противогрибковых препаратов
Российская академия наук (ras.ru), 04/05/2018
Химики нарушили симметрию ради создания противогрибковых препаратов
Индикатор (indicator.ru), 04/05/2018
Химики из России "научили" катализатор нарушать закон химической симметрии
Mobihel-helios.ru, 04/05/2018
Российские ученые нашли способ уменьшить стоимость синтеза для производства средств защиты растений
Агро XXI (agroxxi.ru), 06/05/2018

Похожие новости

  • 18/06/2018

    Сибирские ученые превратили сельхозотходы в уникальную наноцеллюлозу

    Сотрудники Института проблем химико-энергетических технологий Сибирского отделения Российской академии наук (ИПХЭТ СО РАН) разработали новый дешевый способ получить важный для промышленности материал – бактериальную наноцеллюлозу.
    352
  • 04/09/2018

    Новые катализаторы помогут солнечной энергетике

    Группа химиков разработала новые катализаторы, ускоряющие синтез моносилана – исходного сырья для получения поликремния, который используется в микро- и наноэлектронике, а также солнечной энергетике. Катализаторы оказались дешевле, экологичнее и эффективнее существующих аналогов.
    146
  • 23/05/2018

    Российские химики синтезировали управляемый молекулярный тормоз

    ​Российские химики из Института физической химии и электрохимии имени А.Н. Фрумкина РАН создали молекулярную машину, две части которой могут свободно вращаться относительно друг друга, а при изменении кислотности среды это вращение тормозится.
    203
  • 27/09/2018

    Новые применения целлюлозы и наноцеллюлозы

    ​Целлюлоза - самый распространенный, нетоксичный, биоразлагаемый, возобновляемый природный биополимер на Земле. Она давно и широко используется для производства материи, бумаги, пороха, наполнителя, в том числе и таблеток.
    138
  • 28/03/2018

    Российские химики раскрыли механизм важнейшей для промышленности реакции

    ​Механизм важнейшей окислительной реакции Байера-Виллигера, известной больше ста лет, раскрыт международной группой ученых. Реакция является универсальным путем получения эфиров органических кислот - базовых соединений для химической промышленности.
    349
  • 17/08/2018

    Двухслойная мембрана позволит получить особо чистый кислород

    ​Российские ученые разработали новую двухслойную мембрану для получения особо чистого кислорода из воздуха. Ее можно использовать в микро- и наноэлектронике, фармацевтической промышленности и биотехнологии.
    211
  • 15/08/2018

    Описаны механизмы увеличения энергии электронов в химических реакциях

    ​Ученые описали, как можно увеличить энергию электронов в ходе химических реакций. Принципы этого процесса используются в химическом синтезе, однако детально их ранее не исследовали. Работа выполнена при поддержке гранта РНФ и опубликована в журнале Angewandte Chemie.
    211
  • 23/07/2018

    Российские физики создали суперлюминесцентный световод для космических аппаратов

    Оптоволокно с добавкой висмута может стать мощным суперлюминесцентным источником излучения для инструментов и приборов, работающих в космосе.   Исследователи из Научного центра волоконной оптики (НЦВО) РАН и Института химии высокочистых веществ им.
    193
  • 25/09/2018

    Физики измерили намагниченность диэлектрика за одну триллионную долю секунды

    Коллектив ученых из России, Германии, Швеции и Японии разработал способ изменить намагниченность диэлектрика, воздействуя на него сверхкороткими лазерными импульсами. Ученым удалось добиться времени изменения намагниченности в одну пикосекунду – это в 100 раз меньше, чем предполагалось ранее.
    113
  • 27/07/2018

    Росийские ученые разработали простой способ диагностики отита

    Российские ученые усовершенствовали подход к исследованию заболеваний среднего уха, например, среднего экссудативного отита — распространенного заболевания, которое сложно диагностировать и лечить. Новый способ диагностики, в котором ученые используют в том числе один из методов томографии, быстр, точен и безопасен.
    225