г. Москва, Ленинский проспект, 47
Телефон: +7 499 137-29-44
Факс: +7 499 135-53-28
3 марта 2020 г.

Ученые из ИОХ РАН впервые описали механизм реакции Зелинского

В 1924 году великий русский химик Н.Д. Зелинский обнаружил, что древесный уголь эффективно катализирует реакцию получения бензола тримеризацией ацетилена. Даже спустя почти сто лет этот процесс является важнейшей трансформацией в органическом синтезе и промышленности, позволяющей получать ароматическое кольцо из линейных углеводородов. В то же время механизм её протекания до недавнего времени оставался загадкой.

Исследователям из ИОХ РАН под руководством академика В.П. Ананикова удалось впервые описать механизм реакции Зелинского с использованием квантово-химических расчетов. Ключом к пониманию протекания этого процесса оказались карбеновые активные центры, локализованные на атомах углерода у зигзагообразного края графена. Они представляют собой идеальную платформу для эффективного образования углерод-углеродных связей при синтезе бензола из ацетилена. Было обнаружено, что поэтапному добавлению молекул ацетилена к каталитическому центру способствует непрерывная осцилляция спиновой плотности, а доминирование циклотримеризации над линейной олигомеризацией ацетилена обеспечивается большей разницей свободных энергий. Также исследователями было экспериментально показано, что ацетилен тримеризуется в бензол и на углеродном материале, образующемся в процессе реакции. Это доказывает, что каталитически активные центры могут присутствовать в самых разнообразных углеродных материалах.

Проведенные исследования являются важным этапом развития теории карбокатализа — использования углерода в качестве катализатора химических реакций. В перспективе он сможет заменить тяжелые металлы, традиционно использующиеся во множестве превращений, за счет своей гораздо меньшей стоимости и низкой токсичности.

Источник:

E. G. Gordeev, E. O. Pentsak, V. P. Ananikov, Carbocatalytic Acetylene Cyclotrimerization: A Key Role of Unpaired Electron Delocalization, J. Am. Chem. Soc., 2020, 142, 3784-3796. DOI:10.1021/jacs.9b10887

.

Важные события:

Среди тысяч проектов, поддержанных РНФ, разработка фунгицидов для использования в сельском хозяйстве и медицине, проводимая в ИОХ РАН, стала одной из 9 самых ярких.
ИОХ РАН поздравляет Валентина Павловича Ананикова с заслуженным признанием его научных достижений и желает новых свершений.
Премия была учреждена Немецким химическим обществом в 1999-м году. Премия присуждается ежегодно молодому ученому преимущественно из европейских стран за достижения в области органической химии.
В нашей науке произошло, прямо скажем, беспрецедентное событие. Ведущий международный химический журнал European Journal of Organic Chemistry весь номер посвятил российскому Институту органической химии им. Зелинского РАН. Как удалось совершить такой прорыв? Об этом корреспондент "РГ" беседует с директором института, академиком Михаилом Егоровым и членом-корреспондентом РАН Николаем Нифантьевым, который был приглашенным редактором этого номера журнала.
Все события »