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:

Все конференции »

Важные события:

Поздравляем сотрудника ИОХ РАН Валентина Ананикова с избранием членом Европейской академии наук (Academia Europaea) Европейская академия наук (Academia Europaea) была основана в 1988 году и объединяет около четырех тысяч признанных специалистов в области математики, медицины, естественных наук, а также гуманитарных наук, права, экономических, социальных и политических наук из большинства стран Европы. В её состав также входят европейские ученые, проживающие в других регионах мира. В настоящее время в составе академии семьдесят два Нобелевских лауреата, причем многие из них были избраны в академию до получения премии.
Этой осенью в Институте органической химии им. Н.Д.Зелинского (ИОХ) РАН прошла Международная конференция ChemTrends – 2018, посвященная современным тенденциям развития химии. На которой были подробно представлены результаты пятилетней работы исследователей ИОХ РАН по масштабной программе “Органические и гибридные молекулярные системы для критических технологий в интересах национальной безопасности и устойчивого развития”
Работа молодых ученых ИОХ РАН заняла первое место в конкурсе «Снимай науку!» телеканала «Наука». На международный конкурс было прислано 1552 заявки из 110 городов из семи стран. Первое место во всех номинациях по результатам интернет-голосования и приз победителя по решению жюри получил видеоролик «Вера, Надежда, Наука», автором которого является Наталия Шубина из лаборатории Металлокомплексных и наноразмерных катализаторов.
Конференция ChemTrends-2018 собрала ученых из России, США, Великобритании, Франции, Норвегии, Ирландии, Германии и других стран. Более тридцати приглашенных докладов высветили современные тенденции химической науки. На конференции представлены результаты проекта по исследованию органических и гибридных молекулярных систем, полученные в рамках Гранта РНФ на реализацию комплексных научных программ организаций.
Подобно тому, как с ростом числа товаров, производимых людьми, потребовались универсальные валюты для их обмена, такие глобальные валюты есть и в химии. При всем разнообразии химических и биохимических процессов их всего три – это фотон, электрон и протон. Движущей силой любого, в том числе химического, процесса является энергия, и именно эти частицы оказались для природы наиболее подходящими, чтобы ее направлять, контролировать, сохранять и расходовать.
Все события »