/ru/news/2023/details/news-id2023
Исследование механизмов реакций окислительного кросс-сочетания
31 января 2023

В конце прошлого года научная группа лаборатории кинетики каталитических процессов НИИ нефте- и углехимического синтеза ИГУ стала одним из победителей грантового конкурса РНФ (Российский научный фонд). На проведение исследований ученым выделили 1,5 млн рублей.

Поддержанный грантом РНФ проект химиков ИГУ относится к разряду фундаментальных научных исследований, направленных на получение новых знаний, которые могут быть использованы при создании новой техники, технологии организации производства и потребления. Руководитель — Анна Курохтина, канд. хим. наук, доцент кафедры физической и коллоидной химии химического факультета ИГУ.

Проект имеет сложное название «Исследование механизмов реакций окислительного сочетания алкенов и алкинов с арилборными производными в присутствии палладиевых «безлигандных» каталитических систем».

Kurohtina_speaker

Анна Курохтина рассказала о целях и содержании проекта:

«Такие реакции появились вследствие развития идеи реакций кросс-сочетания арилгалогенидов, исследованиями которых мы занимаемся в течение многих лет. Процессы окислительного сочетания приводят к получению аналогичных продуктов и поэтому являются востребованными в современных малотоннажных химических производствах, в первую очередь, получении фармацевтических и биологически активных препаратов, а также люминесцентных материалов, жидких кристаллов и проч. При этом в сравнении с «классическими» реакциями кросс-сочетания с участием арилгалогенидов реакции окислительного сочетания арилборных соединений обладают рядом важных преимуществ. Так, процедура получения исходных арилборных производных является более простой. Кроме того, образующиеся в ходе реакций окислительного сочетания побочные продукты являются нетоксичными и в этой связи в гораздо большей степени соответствуют концепции зеленой химии. Поэтому мы решили перенести наш опыт исследования механизмов каталитических реакций на исследования новых объектов.

В ходе выполнения проекта нами планируется решение ряда задач, связанных с установлением деталей механизма протекания реакций окислительного сочетания арилборных производных с алкенами и алкинами. Т.е. нам предстоит выяснить особенности протекания реакций на молекулярном уровне. С одной стороны, известно, что реакции такого типа могут протекать в фазе раствора или на поверхности гетерогенного катализатора, и различение этих возможных маршрутов является абсолютно необходимым этапом для определения возможных путей оптимизации каталитического процесса для его применения на практике. Вторым направлением исследований станет установление возможного вклада в превращение субстратов т.н. кооперативного механизма катализа, означающего активацию двух вступающих в реакцию молекул различными формами палладия. В случае реализации кооперативного катализа в реакциях окислительного сочетания открываются дополнительные возможности по управлению активностью и селективностью двух различных палладиевых центров, активирующих сочетающиеся компоненты.

Поставленные в проекте задачи будут решаться с помощью разработанного нашей научной группой ранее и апробированного на реакциях кросс-сочетания арилгалогенидов с различными нуклеофилами комплекса подходов, основанных на установлении закономерностей поведения каталитических систем во времени. Как было неоднократно продемонстрировано ранее, такой набор методов, в котором основным исследуемым параметром является дифференциальная селективность катализатора, т.е. его способность более активно участвовать в превращении реакции в том или ином направлении, позволяет получать корректные результаты даже в условиях сложных процессов с участием катализатора, протекающих одновременной с основной изучаемой реакцией. Это преимущество является особенно актуальным с учетом отсутствия надежных данных о природе этих процессов, в число которых входит и образование неактивных форм катализатора, приводящее в потере каталитической активности, что является характерным для реакций окислительного сочетания алкенов и алкинов с арилборными производными.

В качестве основного результата выполнения проекта предполагается построение обоснованной модели механизма  реакций окислительного сочетания алкенов и алкинов с арилборными кислотами с учетом процессов формирования и дезактивации активных соединений палладия. Получаемые результаты будут использованы для разработки каталитических и субстратных систем реакций окислительного сочетания, являющихся наиболее эффективными с экономической и экологической точек зрения».

Напомним, в конце 2022 года РНФ подвел итоги конкурса проектов малых отдельных научных групп 2022 года. В рамках конкурса экспертным советом Фонда по результатам экспертизы было отобрано 2017 проектов. Грантовую поддержку РНФ получили пять проектов ИГУ. На проведение исследований по каждому из них на первый год выделено по 1,5 млн рублей. Гранты выделяются на проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований в 2023-2024 годах.

Управление информационной политики ИГУ
Телефон: 521-971