г. Москва, Ленинский проспект, 47
Телефон: +7 499 137-29-44
Факс: +7 499 135-53-28
6 июля 2018 г.

Как повысить эффективность каталитических реакций?

Основной темой работы, проведенной совместно специалистами ИОХ РАН и  Южно-Российского государственного политехнического университета им. М.И. Платова является поиск наиболее эффективных каталитических систем, позволяющих повысить производительность реакций. Подавляющее большинство реакций, катализируемых координационными соединениями палладия, никеля и платины, происходит в присутствии сильных неорганических оснований. Любая каталитическая система представляет собой многокомпонентную сложную смесь, в которой необходимо подобрать и оптимизировать множество разных условий, при этом перед началом реакции необходимо учитывать не только взаимодействие катализатора с целевым реагентом, но и такое важное обстоятельство, как его взаимодействие со всеми компонентами реакционной смеси. К сожалению, данный вопрос до недавнего времени являлся недостаточно изученным, из-за чего протекание реакций и их результаты нередко отличались от запланированных, в частности, из-за реакции комплексов палладия с NHC-лигандами при взаимодействии с сильными кислородсодержащими основаниями.

По словам одного из участников проекта, аспиранта Дмитрия Еремина, учёные рассмотрели, как влияет механизм катализа на активность и стабильность каталитических систем. Было установлено, что при взаимодействии катализатора с основанием он разрушается, при этом сам лиганд превращается в азолон, т.е. NHC-лиганд является по сути внутренним восстановителем металла, а основание является источником кислорода. Специалисты сравнили огромное количество катализаторов и доказали, что данная тенденция характерна для всех типов данных комплексов.

Благодаря техническим возможностям уникального приборного комплекса Института органической химии, позволяющего в режиме реального времени наблюдать за протеканием химической реакции, ученым удалось установить, что источником кислорода в конечном продукте химической реакции является само основание, а не кислород воздуха, растворенный в реакционной смеси, а также обнаружить некоторые интермедиаты реакции (промежуточных соединениях при реализации механизма превращения), изучить их и доказать, что при фрагментации данных интермедиатов основным путем превращения является обнаруженная реакция, что полностью доказывает предложенный авторами механизм. Данная реакция никогда и никем ранее не наблюдалась и впервые была обнаружена в данном проекте.

Полученные результаты дают возможность правильно выбирать металлокомплексные катализаторы, чтобы они работали наиболее эффективно. Ведь в некоторых реакциях эти весьма дорогие катализаторы недостаточно эффективны, поэтому в некоторых случаях для достижения необходимого результата придется изменять структуру катализатора с учетом, открытого учеными превращения. Катализаторы нового поколения позволят существенно увеличить эффективность научных исследований, а также будут использоваться в самых высокотехнологических химических производствах, в частности, синтеза лекарственных препаратов.

В ЦКП Института органической химии им. Зелинского РАН сформирован уникальный приборный комплекс, оборудованный научно-исследовательскими приборами в области ЯМР-спектроскопии, масс-спектрометрии и электронной микроскопии, что позволяет исследовать сложные материалы на основе неорганических и наноструктурированных соединений, органических функциональных нано-компонентов и полимерных покрытий, решать уникальные по своему объему и многозадачности проблемы в области нанотехнологий, органической и элементорганической химии, биохимии, химии полимеров и материаловедения.

Результаты исследований опубликованы в мультидисциплинарном международном журнале Chemical Science.

Конференции, проводимые институтом:

23 - 28 сентября 2018 года

Международная научная конференция "Органические и гибридные функциональные материалы и аддитивные технологии" ChemTrends-2018

18 - 20 июня 2018 года

VIII Всероссийская цеолитная конференция "Цеолиты и мезопористые материалы: достижения и перспективы"

20 - 23 мая 2018 года

5-я Международная школа-конференция по катализу для молодых ученых «Каталитический дизайн: от исследований на молекулярном уровне к практической реализации»

20 - 21 ноября 2017 года

20-21 ноября 2017 года в стенах Института органической химии прошел Российско-Британский семинар по катализу

Все конференции »

Важные события:

ИОХ на церемонии представлял аспирант лаб. №1 ИОХ РАН Артем Кансузян, диссертационный проект которого «Design, synthesis and antioxidant properties of germanium sesquioxides and their associates with 1,2-diols, and the development of new environmentally benign processes for preparing germanium nano-forms» стал победителем стипендиального конкурса «Вернадский» для аспирантов
Из шестидесяти статей, отобранных в шорт-лист Американского химического общества за 2017 год, две статьи принадлежат российским авторам.
Медали РАН в области общей и технической химии присуждены за цикл трудов «Изучение механизмов химических реакций комплексом физико-химических методов».
В интервью газете "Поиск" сотрудник ИОХ РАН член-корреспондент РАН Валентин Анаников рассказывает о новом проекте по биопластикам и о том, как изменилась работа российских ученых после появления в стране Российского научного фонда (РНФ).
Все события »