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

  • 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.
    153
  • 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.
    27
  • 16/05/2018

    Российские биохимики нашли новые ферменты с необычной активностью

    ​Российские ученые охарактеризовали новые ферменты-трансаминазы, которые могут работать как в типичных для своего семейства реакциях, так и в нехарактерных для него. Результаты работы будут полезны в фундаментальном аспекте для поиска и предсказания свойств ферментов по их аминокислотной последовательности и для использования в биотехнологических процессах.
    71
  • 11/05/2018

    Российские ученые улучшат препараты для генной терапии

    ​Российские молекулярные биологи разработали новую технологию ввода в клетки генной терапии, изучив, как миниатюрные жировые капсулы взаимодействуют с нитями ДНК. Рецепт по сборке наношприца опубликован в журнале Colloids and Surfaces B: Biointerfaces.
    104
  • 31/10/2016

    Сибирские химики выращивают кристаллы счастья

    Поняв, как выращивать кристаллы солей серотонина - знаменитого гормона счастья, российские ученые выяснили, как лучше предсказывать формы других кристаллов, выращиваемых из растворов. Химикам из Сибирского отделения РАН удалось сделать важный шаг к пониманию того, по каким законам выстраиваются молекулы в кристаллах, выращенных из различных сред.
    1018
  • 24/03/2018

    Российские химики изучили перспективное лекарство от мышечной слабости

    ​Ученые исследовали свойства нового вещества, которое может быть эффективным лекарством при мышечной слабости. Химики показали, что это соединение обладает длительным действием и оказывает меньшие побочные эффекты, чем известные аналоги.
    164
  • 17/03/2017

    Сибирские физики создадут точнейшие атомные часы

    Ученые из Института лазерной физики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирского государственного университета и из Новосибирского государственного технического университета разработали сверхстабильный лазер для атомных часов, который позволит российским физикам создать устройства для измерения времени, не уступающие в точности западным аналогам, говорится в статье, опубликованной в Journal of Physics: Conf.
    1171
  • 21/07/2017

    Новосибирские ученые нашли способ улучшить работу очистителей воздуха

    Ученые НГУ выиграли грант Российского научного фонда (РНФ). Разработка ученых поможет решить фундаментальные научные задачи, а также улучшить работу бытовых и профессиональных очистителей воздуха. Тема работы новосибирских ученых — «Фото- и терморазложение металлокомплексов как способ формирования наночастиц металлов и биметаллических структур на поверхности фотокаталитически активных материалов».
    564
  • 08/05/2018

    Ученые превратили наноалмаз в управляемый источник света

    ​Эксперименты показали, что алмазная оболочка вдвое усиливает скорость излучения источников и позволяет управлять ими без дополнительных нано- и микроструктур. Этого удалось добиться с помощью искусственно созданных дефектов в алмазной кристаллической решетке.
    96
  • 26/03/2018

    Российские ученые создали чернила для печати «батареек» на одежде

    Химики из России создали особую краску из наночастиц, которой можно печатать своеобразные "электрогенераторы" прямо на одежде, вырабатывающие ток при хождении по улице и других действиях человека, передает пресс-служба Российского научного фонда.
    183