Новая жизнь «старых» молекул. В совместной работе ИОХ РАН и СПбГУ предложен новый подход к разработке органических реакций с карбидом кальция

14 декабря 2020 г.

Одним из главных вызовов для человечества в настоящее время является создание промышленных процессов нового поколения, позволяющих получать важнейшие органические вещества и материалы в рамках углерод-нейтрального подхода. Естественный подход к построению углеродного каркаса в органическом синтезе — использование простых строительных блоков, таких как HC≡CH, HC≡C^- и C≡C^2-. Для получения последних двух необходимо использовать источники ацетиленида. Ацетилениды некоторых металлов являются особенно перспективными на эту роль в рамках концепции «зеленой химии» и развития углерод-нейтрального подхода. Карбид кальция — наиболее доступное сырье-источник ацетиленидного фрагмента, использующийся в настоящее время для синтеза значительного количества органических соединений. Однако CaC₂ нерастворим в органических растворителях, что существенно снижает его реакционную способность в жидкой фазе.

В своей последней работе исследователи из Института органической химии имени Н. Д. Зелинского РАН и Санкт-Петербургского государственного университета моделировали на атомарном масштабе процессы, протекающие при взаимодействии карбида кальция с водой и диметилсульфоксидом. Было показано, что при активации карбида в реакциях в растворе решающую роль играет природа источника протонов. Вода отлично подходит на эту роль за счет своей более низкой кислотности в ДМСО по сравнению с ацетиленом. Таким образом, динамика протолиза CaC₂, протекающего на границе раздела фаз твердое тело-жидкость, вероятно, имеет первостепенное значение для дальнейшего понимания активации CaC₂.

Источник:

Mikhail V. Polynski, Mariia D. Sapova and Valentine P. Ananikov Understanding the solubilization of Ca acetylide with a new computational model for ionic pairs Chem. Sci., 2020, accepted manuscript. DOI: 10.1039/D0SC04752J.

Борн-оппенгеймеровская молекулярная динамика ацетиленидного интермедиата, растворенного в диметилсульфоксиде: