Химик РУДН показал, что вода играет важнейшую роль в механизме реакции Анри, катализируемой новыми медными комплексами
Химик РУДН показал, что вода играет важнейшую роль в механизме реакции Анри, катализируемой новыми медными комплексами
Химик из РУДН пересмотрел механизм реакции Анри катализируемой комплексами меди(II). Так, используя новые комплексы меди(II) (разработанные в этой же лаборатории), он показал, что вода играет важнейшую роль в асимметрической реакции Анри, напрямую участвуя в каталитическом цикле реакции. Ранее этот фактор никогда не учитывался, и все ученые считали, что комплекс меди(II) работает как классическая кислота Льюиса.

На деле оказалось, что медный комплекс координируясь с молекулой воды активирует ее, превращая в кислоту Бренстеда, и тем самым вода активирует исходный альдегид Данные, которые получились в результате опыта, позволяют понять механизм реакции Анри и помогут в создании важнейших классов веществ для фармацевтической промышленности: α-нитрокетонов, кетонов, нитроалкенов и β-аминоспиртов. 

Асимметрическую реакцию Анри, позволяющую синтезировать ценные органические молекулы, первым провел японский химик Масакацу Шибасаки в 1992 году. Ему удалось провести реакцию с высокой энантиоселективностью, используя катализаторы на основе медных комплексов. Однако до настоящей работы все еще оставались вопросы по поводу мезанизма данной реакции. Владимир Ларионов с кафедры неорганической химии РУДН, кандидат химических наук, используя новые комплексы меди(II) показал, что в реакции Анри молекула воды играет критическую роль и напрямую вовлекается в каталитический цикл. На то раньше ученые не обращали большого внимания, а констатировали только факт, что при участи воды скорость реакции увеличивается на несколько порядков.

Данные комплексы могут быть использованы для получения прекурсоров таких лекарств, как (S)-пропранолол (β-блокатор), ®-норэпинефрин и ®-сальбутамол (агонисты β-рецептора), ампренавир — Vertex 478 (ингибитор протеазы ВИЧ) и L-акозамин (класс антрациклиновых антибиотиков).

Из предыдущих исследований было известно, что асимметрическую реакцию Анри лучше всего проводить в водных и спиртовых растворителях. Поэтому авторы исследования протестировали реакцию Анри в растворителях (метанол, альдегид-нитрометан-вода) с двумя каталитическими системами — комплексы кобальта (III) и меди(II). В случае кобальтового комплекса ион металла не участвовал в реакции, а ион меди мог координировать молекулу (или молекулы) воды. При использовании медного комплекса реакция шла быстрей, и химики получили сразу несколько необходимых типов химических веществ (лиганды и нитроспирты). Кобальтовый катализатор работал хуже, особенно при производстве нитроспиртов. На этом основании авторы решили остановиться на медном катализаторе.

Однако использование медного катализатора в метаноле тоже вызывало проблемы. При конденсации наблюдалось образование нитроспирта лишь рацемической формы. В этом случае скорость реакции не замедлялась, блокировки каталитического центра иона меди не происходило. Расчеты показали, что вода образует прочную связь между медным центром и карбонильной группой. Реакция завершалась уже в течение 1 часа, а выход нитроспирта достигал 61%. При этом образующийся нитроспирт вытеснялся водой и тем самым не блокировал каталитический центр медного комплекса. Таким образом, вопреки прежним представлениям, было показано, что вода усиливает каталитические свойства медных комплексов.

Химики пришли к заключению, что эффективность ранее изученных хиральных катализаторов на основе меди (II) была недооценена, поскольку содержание воды (или спиртов) в реакции не принималось во внимание и не оценивалось. Эта работа откроет путь для изучения механизма реакции Анри и создания новых каталитических систем на основе комплексов меди.

Результаты работы опубликованы в международном американском журнале Inorganic Chemistry.

Новости
Все новости
Наука
14 октября
Телемедицина: эффективная диагностика или высокий риск врачебной ошибки?

Валерий Cтоляр, к.б.н., завкафедрой медицинской информатики и телемедицины РУДН, Лауреат Премии Правительства РФ и Премии им. В.И. Бураковского — родоначальник телемедицины в России. Рассказывает, как использовать возможности сервисов без риска для здоровья.

Наука
13 октября
Химик РУДН нашел способ улучшить солнечные элементы

Химик РУДН обнаружил четыре новых стабильных соединения, которые можно получить в реакции йода с йодидом метиламмония — использование этих веществ позволят производить перовскитные солнечные батареи без токсичных реактивов, и избавит производителей от побочных продуктов.

Наука
08 октября
Биофизик РУДН смоделировал поведение элементов микротрубочек клетки для химического воздействия на их рост и распад

Биофизик РУДН смоделировал молекулярную динамику роста важнейших элементов жизнедеятельности клетки — микротрубочек. Исследователи построили модель взаимодействия субъединиц микротрубочек с учётом их внутренних и внешних связей. Результаты позволяют сформировать более полную модель динамической нестабильности микротрубочек. Это позволит подобрать химические агенты для терапии некоторых заболеваний, в том числе новообразований и нейродегенеративных патологий.