InScience: Ученые доказали эффективность катализаторов на основе йода

Научная статья опубликована в журнале The Journal of Organic Chemistry.

Во многих отраслях промышленности, к числу которых относят нефтехимию, энергетику, фармацевтику и т. д., требуются катализаторы. Сейчас в основном используются катализаторы, которые содержат ионы тяжелых металлов. Такие соединения не только отличаются высокой стоимостью, но и могут загрязнять окружающую среду. Кроме того, такие катализаторы окисляются под действием воды и кислорода, из-за чего снижается их активность. В качестве альтернативы ученые предлагают рассматривать дешевые, экологичные и стабильные нековалентные органокатализаторы. Такие соединения должны содержать в себе атом галогена или халькогена (элементы 16 и 17 групп таблицы Менделеева).

Отечественные химики изучили два таких органокатализатора, которые содержат атом йода. Такие катализаторы образуют нековалентные связи с субстратом, т. е. для этого не требуется образование общих пар электронов. Согласно теоретическим расчетам, наиболее перспективным соединением оказался трифлат дибензиодолия. Он обладает высоким положительным электростатическим потенциалом, сосредоточенным на атоме йода. Благодаря этому в ходе реакции молекулы легче перестраиваются.

Исследователи доказали эффективность катализатора в модельной реакции, которая широко используется в фармацевтике. Ее удалось ускорить в 13 раз.

«Нынешнее исследование позволит в будущем более рационально подходить к получению высокоэффективных экологичных катализаторов. На данном этапе мы проводим работы в двух взаимодополняющих направлениях: создаем новые типы органических катализаторов и исследуем возможности применения уже известных в новых реакциях», — рассказал Дмитрий Болотин, руководитель проекта, доктор химических наук, доцент кафедры физической органической химии Института химии СПбГУ.