 Российские исследователи разработали безотходный и экономически эффективный подход для постройки сложных органических молекул и выявление физической природы процессов, которые контролируют направление химических превращений.
Увеличение спроса со стороны высокотехнологичных секторов для улучшения подходов к промышленной продукции побудило к появлению нового поколения методов химического синтеза.
«До недавнего времени не было возможности построить сложные органические молекулы, манипулируя отдельными атомами», говорит профессор Валентин Анаников, заведующий лабораторией Зелинского Института органической химии Российской академии наук. «Но развитие нового лабораторного оборудования и современных методов органического синтеза содействуют новому направлению в химии: изготовлению органических молекул, биологически активных соединений и фармацевтических субстанций с атомарной точностью».
Традиционные способы получения органических молекул требуют сложных технологий, использования дорогих катализаторов и применения токсичных реагентов.
Теперь же, ученые из 14 различных лабораторий, представляющих ведущие научно-исследовательские центры в России, объединили свои знания для разработки более безопасных и более рентабельных процедур для химического производства. Их стратегия включает в себя замену дорогостоящих катализаторов (палладия, платины и родия) на более дешевые аналоги (никель, медь и марганец). Этот новый подход также позволяет избежать использования токсичных реагентов и производства отходов путем применения альтернативных процедур.
Подход команды заключается в получении целевой молекулы путем подключения фрагментов молекул друг с другом с атомной точностью и проведение всех химических модификаций с полной селективностью. К настоящему времени профессору Ананикову и его коллегам удалось применить новый подход к синтезу около 300 отдельных молекул - от антипиренов и лигандов для катализа до биологически активных соединений и фармацевтических материалов.
В добавление к этим достижениям, многопрофильная команда также пролила новый свет на факторы, ответственные за образование химических связей между отдельными атомами или молекулярными фрагмента, в то же время полностью контролируя селективность этих реакций. Более того углубленные исследования, проведенные в 14 лабораториях, привели к появлению эффективных протоколов для улучшения производительности химических превращений. Они также способствовали разработке нового поколения промышленных процедур.
Согласно российской группе, новый подход также может быть использован в большинстве установленных процедур получения органических молекул, таких как реакции кросс-сопряжения, фторирования, каталитического гидрирования и окисления. Исследователи в настоящее время сосредоточены на реализации химических реакций атомарной точности в промышленном масштабе и содействии международного сотрудничества.
|
