ИГУ Приближая прорывные технологии органического синтеза
/ru/news/2022/details/news-id2022
Приближая прорывные технологии органического синтеза
12 апреля 2022

Ученые НИИ нефте- и углехимического синтеза ИГУ продолжают проведение фундаментальных исследований реакции Сузуки-Мияуры, значимость которой подчеркивается вручением Нобелевской премии в 2010 году. Исследования иркутских химиков в 2019 году грантом в 15 млн рублей поддержал РНФ (Российский научный фонд). Результаты получили положительную оценку фонда, и в этом году РНФ принял решение о целесообразности продолжения работ в связи с высокой перспективностью полученных результатов — вновь выделена грантовая поддержка с финансированием 6 млн рублей в год (2022-2023 гг.).

На сегодняшний день реакция Сузуки-Мияуры применяется в производстве разнообразных продуктов современной химической промышленности — фармацевтических препаратов, жидких кристаллов, полупроводниковых и люминесцентных материалов, и многих других. Ученые говорят о возможном расширении спектра применения этой реакции — ее перспективность заключается в возможности разработки новых каталитических систем и выхода на прорывные технологии органического синтеза. Однако, несмотря на широкое применение и соответствующий высокий интерес к реакции Сузуки-Мияуры, в научном сообществе не сложилось единого мнения о ее механизме, т.е. совокупности стадий, из которых слагается в целом каталитический процесс. И именно отсутствие общепринятых фундаментальных представлений о том, как взаимосвязаны различные происходящие в ходе реакции Сузуки-Мияуры процессы с участием активных и неактивных форм катализатора, является основным сдерживающим фактором в дальнейшем ее развитии.

Kurohtina_speaker

Анна Курохтина, кандидат химических наук, доцент, заместитель руководителя лаборатории кинетики каталитических процессов ИГУ:

— В рамках проекта нами была поставлена цель установления ряда фундаментальных особенностей работы каталитических систем реакции Сузуки-Мияуры в ее наиболее привлекательном с технологической точки зрения варианте. Он заключается в комбинации наиболее доступных, но при этом, к сожалению, наименее охотно вступающих в реакцию исходных веществ — арилхлоридов, и так называемых «безлигандных» катализаторов. Последние являются предельно простыми химическими соединениями, представляющими собой получаемые в промышленных масштабах соли палладия.

Идея «безлигандных» катализаторов подразумевает полный отказ от использования дорогих, часто токсичных и легко деградирующих под действием воздуха и влаги добавок органических лигандов, использование которых не только значительно повышает стоимость конечного продукта каталитической реакции, но и требует значительного усложнения технологии производства из-за необходимости проведения процессов в инертной атмосфере и дополнительных этапов, связанных с тщательной очисткой конечного продукта от токсичных примесей, что становится принципиально важным, например, при производстве лекарственных препаратов.

Важной особенностью проводимого исследования является применение для решения поставленных в ходе проекта задач комплекса разработанных авторским коллективом оригинальных методов исследования, использующих анализ закономерностей развития реакции во времени. С помощью таких методов, которые, к тому же, не требуют использования дорогостоящего оборудования и подходят для стандартно оснащенной химической лаборатории, был установлен ряд важнейших закономерностей реакции Сузуки-Мияуры, проводимой в «безлигандных» условиях.

Kurohtina_speaker

Анна Курохтина:

— Мы показали, что наибольшую активность в образовании продукта проявляют соединения палладия, находящиеся в растворенном состоянии, но при этом доля таких «сверхактивных» форм палладия в ходе реакции оказывается очень низкой. Полученные данные позволяют обоснованно утверждать, что проблема повышения активности используемых катализаторов может быть решена путем установления основных факторов, определяющих соотношение активных и неактивных форм палладия, с целью их последующего контроля и управления. Развитие исследований в этом направлении, поддержанное фондом, позволит получить новые результаты, на основании которых станет возможным модернизация существующих и разработка новых каталитических систем для получения промышленно важных продуктов реакции Сузуки-Мияуры.

Отметим, некоторые результаты исследований реакции Сузуки-Мияуры, выполненные учеными ИГУ, опубликованы в одном из наиболее авторитетных изданий в области физической химии и катализа Molecular Сatalysis (Q1 в соответствующей категории Scimago Journal and Country Rank). Факт публикации в журнале такого уровня подтверждает высокую значимость работы ученых Иркутского университета для всей мировой науки.

Справочно

Проект № 19-13-00051 «Установление фундаментальных особенностей перспективной реакции Сузуки-Мияуры с доступными, но малореакционноспособными субстратами с использованием новых кинетических методов исследования» выполняется по приоритетному направлению деятельности Российского научного фонда «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами» в лаборатории кинетики каталитических процессов НИИНУС ИГУ под руководством д-ра хим. наук, профессора Шмидта А.Ф.

Управление информационной политики ИГУ
Телефон: 521-971