Химик РУДН предложил медный катализатор для синтеза биологически активных веществ
Клик-реакции — общее название для реакций, в которых простые молекулы-модули «кликают» между собой и как конструктор собираются в большую комплексную молекулу. В основном, их используют в фармацевтике и химии полимеров. С помощью клик-реакции азид-алкинового присоединения «CuACC» получают триазолы — биологически активные вещества с противобактериальной, нейролептической, спазмолитической активностью — например, флуконазол и итраконазол. Обычно для этого используют катализаторы на основе меди. Они ускоряют процесс, но для этого требуются дополнительные условия — например, нагрев или дополнительные реагенты-химикаты. Это увеличивает стоимость производства. Химик РУДН предложил использовать комплекс меди, с которым клик-реакция проходит быстро и при комнатных условиях без добавления основания. Более того, химики впервые составили полное описание механизма процесса, который до сих пор был не до конца ясен, особенности в зависимости от каталитической системы.
«На сегодняшний день для CuAAC применяют различные медные катализаторы, однако во многих случаях требуются жесткие условия (высокие температуры, дополнительные реактивы и т. д.). Хотя механизм этой реакции хорошо известен и изучен, до сих пор ведутся споры о том, на чем именно основан механизм действия катализаторов», — кандидат химических наук Владимир Ларионов, сотрудник кафедры неорганической химии РУДН.
В соединении, которое изучили химики, содержатся три иона меди. Они соединены «связками» лигандами — сложными органическими ионами. Химики использовали его как катализатор в реакции CuACC при комнатной температуре и атмосфере воздуха. В качестве растворителя химики пробовали применять дихлорметан, толуол и другие реактивы. Однако даже без растворителя медный комплекс дал желаемый продукт за 4 часа — без катализатора она не протекала совсем. Более того, 99% исходного вещества превратилось в триазол, а побочных продуктов не образовалось вовсе.
Химики также впервые детально исследовали механизм реакции с помощью масс-спектрометрии и квантово-химических расчетов. Молекулы расщепили на заряженные фрагменты, а затем установили их структуру по соотношению массы фрагмента к заряду. Оказалось, что катализатор ускоряет реакцию сразу двумя путями. Лиганд помогает исходному веществу — алкину — избавиться от протона и перейти таким образом в активное состояние, а ионы меди участвуют в образовании промежуточного вещества — интермедиата. При этом образуются связи между ионами металла в катализаторе и частицами исходного вещества. Ранее считалось, что самый медленный этап реакции — образование связи между катализатором и алкином, т.е ацетиленида меди. Химики впервые показали, что это не так в их случае — на самом деле больше всего скорость определяющей стадией реакции является образование «первой» связи между двумя реагентами.
«Суть полученных результатов заключается в том, что самая медленная стадия, которая и определяет скорость всей реакции CuAAC, зависит от каталитической системы и реагентов. Ранее это явление было достаточно недооценено», — кандидат химических наук Владимир Ларионов, сотрудник кафедры неорганической химии РУДН.
Работа опубликована в Journal of Catalysis.
Студент ИМЭБ РУДН Владимир Мишаткин с командой создал прототип беспроводной инсулиновой помпы с функцией Bluetooth. Устройство автоматически рассчитывает дозировку, анализирует уровень глюкозы и предоставляет пациенту индивидуальные рекомендации для безопасного контроля диабета.
Исследователи РУДН разработали инновационную систему «Челомер» для создания высокоточных трёхмерных моделей лица за считанные секунды. Проект, поддержанный акселератором RUDN.VC, уже вышел на стадию ранних продаж.
Представьте себе мир, где у каждого есть достаточно еды, чистая вода, доступ к образованию и достойная работа. Мир, где берегут природу и заботятся о будущем нашей планеты. Это и есть цели устойчивого развития — построить устойчивое будущее для всех! Для этого Организация Объединенных Наций (ООН) в 2015 году определила 17 Целей устойчивого развития (ЦУР). ЦУР — это глобальный план, который помогает странам и людям вместе двигаться к лучшему будущему. К нему присоединились 193 государства-члена ООН.