Выпуск апрельского номера научного журнала Asian Journal of Organic Chemistry стал особенным для коллектива лаборатории квантовохимического моделирования молекулярных систем ИГУ (ЛКХММС ИГУ). Публикация сотрудников под названием «Quantum-chemical insight into self-organization of complex molecules from acetylene and anilines catalyzed by superbase KOH/DMSO: one-pot cascade assembly of 1,3-bis(arylamines)» была отмечена редакцией высокорейтингового журнала, а издательство Wiley бесплатно поместило анонс статьи на обложку этого выпуска.

В соавторстве с экспериментаторами из Иркутского института химии СО РАН им. А.Е. Фаворского проведено исследование методами квантовой химии однореакторной каскадной сборки 1,3-диаминов из 2-хлоранилина и ацетилена в суперосновной среде KOH/DMSO. Метод однореакторной сборки таких 1,3-диаминов привлекателен с точки зрения принципов зеленой химии: синтез оказывается атом-экономным, используются менее опасные растворители и вспомогательные вещества, исходные материалы являются доступными, отсутствуют промежуточные стадии синтеза, применяются простые каталитические системы, которые не содержат переходных металлов.

Сотрудниками лаборатории был предложен механизм этой уникальной каскадной сборки 1,3-диаминов, состоящий из 9 каскадных стадий и 5 типов реакций. По результатам исследований была установлена лимитирующая стадия всей сборки сложного продукта, которой оказалась инициирующая стадия N-винилирования 2-хлоранилина ацетиленом. Отсутствие 1,3-диаминов при использовании 2,6-дихлоранилина в качестве реагента объясняется высокой устойчивостью его аниона, в следствии чего происходит значительное увеличение барьера активации лимитирующей стадии сборки.

Тщательное квантовохимическое исследование каждой отдельной стадии механизма проводилось в присутствии суперосновного пентакоординированного комплекса KOH·5DMSO. Такие многоатомные расчёты требуют значительных вычислительных мощностей, которые обеспечиваются собственным компьютерным парком лаборатории. Применение комплекса KOH·5DMSO продемонстрировало значительное отдаление гидроксид-иона от катиона калия, что придаёт комплексу ярко выраженную суперосновность и обеспечивает челночный перенос протонов на протяжении всего каскадного процесса.

Работа «Quantum-chemical insight into self-organization of complex molecules from acetylene and anilines catalyzed by superbase KOH/DMSO: one-pot cascade assembly of 1,3-bis(arylamines)» выполнена коллективом авторов:

• аспирант ИГУ Д.З. Абсалямов;
• д-р хим. наук, профессор Н.М. Витковская;
• канд. хим. наук В.Б. Орел;
• д-р хим. наук Е.Ю. Шмидт (ИрИХ СО РАН);
• д-р хим. наук, академик РАН Б.А. Трофимов (ИрИХ СО РАН).