Химик РУДН создал катализатор для синтеза вещества, способного уничтожать личинки комаров-переносчиков желтой лихорадки
Комары вида Aedes aegypti (желтолихорадочный комар) могут переносить вирус Зика, желтую лихорадкау, чикунгунью и лихорадку денге. Даже в наше время при заражении желтой лихорадкой гибнут до 20% заболевших, хотя существует вакцина от этой болезни. От вируса Зика и лихорадки денге нет ни лекарств, ни вакцин. Поэтому уничтожение переносчиков ‑ пока единственный действенный метод борьбы с распространением заболеваний. Уничтожать комаров проще на стадии личинки, поэтому эффективный и доступный препарат против личинок — такой как ацетат эвгенола — может серьезно помочь человечеству. Эвгенол — основной компонент в реакции ацетилирования, его получают из гвоздичного масла. Однако синтезировать чистый ацетат эвгенола без примесей и с высоким содержанием целевого продукта (до 90%) непросто, поскольку до сих пор не было создано подходящих для такого синтеза катализаторов, а некаталитических способов получения ацетата эвгенола не существует. Выход ацетата эвгенола в используемых в промышленности реакциях составляет лишь 20-30%.
Сотрудник РУДН Рафаэль Луке разработал новый катализатор для ацетилирования эвгенола, который позволит решить эту проблему. Химики добивались, чтобы катализатор можно было извлекать из зоны реакции и использовать повторно. Кроме того, температура и время реакции должны быть как можно меньше. При этом выход целевого продукта, наоборот, должен быть как можно больше.
На первой стадии химики проанализировали недостатки существующих методов синтеза ацетата эвгенола. Для ацетилирования эвгенола может применяться гомогенный катализ с минеральными кислотами. Но этот метод не позволяет просто отделить катализатор от продуктов реакции. При гомогенном катализе возможно также частичное растворение реактора в кислоте, что приводит к загрязнению раствора. Другой метод основан на использовании биокатализаторов. Они позволяют получить выход более 90% ацетата эвгенола от теоретически возможного, и к тому же экологически безопасны. Однако синтез биокатализаторов — процесс трудоемкий и затратный, а повторное использование таких катализаторов практически невозможно. Это делает применение биокатализаторов слишком дорогим.
Химики РУДН предложили создать гетерогенный катализатор, где активное вещество — гетерополикислота — нанесено на нейтральный твердый носитель. Гетерополикислоты — производные кислородных кислот, в которых ионы кислорода полностью или частично заменены на кислотные остатки других кислот. Гетерополикислоты обладают большей каталитической активностью, чем минеральные кислоты, при этом, в отличие от минеральных кислот, они не дают побочных реакций, загрязняющих раствор. Химики предположили, что гетерогенные катализаторы, состоящие из нескольких компонентов, могут стать оптимальным решением, поскольку твердый катализатор и вещество в растворе находятся в разных фазах, и разделить их не составляет большого труда.
Для синтеза гетерогенного катализатора химики нанесли гетерополикислоту на твердый носитель — мезопористый алюмосиликат (AlSiM). Это высокопористое вещество с большой площадью поверхности (до 1000 м2/г) и цилиндрическими порами одинакового размера. Для его производства в качестве источника кремния чаще всего используется ТЭОС (тетраэтоксисилан), токсичный и дорогостоящий компонент. Рафаэль Луке и его коллеги показали, что вместо ТЭОС можно использовать богатый кремнием природный каолин, который обычно уходит в отходы при разработке месторождений. Использование каолина для получения AlSiM позволит значительно снизить стоимость производства носителя катализатора и уменьшить негативное воздействие на окружающую среду.
Синтезированный химиками РУДН новый катализатор для получения ацетата эвгенола соответствует всем заявленным критериям: легко извлекается из зоны реакции и сохраняет свою активность даже после нескольких повторяющихся циклов, позволяет проводить реакцию быстро и без примесей, обладает высокой стабильностью и относительно невысокой стоимостью в сравнении с биокатализаторами. Выход продукта составил 99,9%. При повторных циклах выход изменяется незначительно и даже после пятого цикла составляет 90%. Такой катализатор может быть рекомендован для промышленного получения ацетата эвгенола.
Статья в журнале Materials.
Российский университет дружбы народов помогает студентам делать первые шаги в науке — через собственную систему грантовой поддержки, конкурсы научных работ и стипендиальные программы. Рассказываем, какие возможности открыты для молодых исследователей сегодня.
Университетская система вовлечения талантливой молодёжи в науку работает по нескольким направлениям. Один из ключевых механизмов — конкурсы научно-исследовательских работ студентов, которые помогают выявить наиболее способных, повысить качество студенческих проектов и развить прикладные исследовательские навыки. В РУДН действуют два основных конкурсных направления: «Проектный старт» (осенний семестр) и «Совместный старт: сделаем науку вместе» (весенний семестр). В этом материале поговорим о конкурсах серии «Проектный старт».
Коллектив агробиотехнологического департамента аграрно-технологического института РУДН трудится над проектом, поддержанным грантовой системой университета. Исследователи разрабатывают экологически чистые наноматериалы на основе растительных экстрактов для создания нового поколения средств защиты растений различного назначения — от гербицидов до фунгицидов.
Личинки мухи черная львинка (Hermetia illucens) — одни из самых эффективных природных переработчиков органики. Они способны конвертировать пищевые и сельскохозяйственные отходы в ценный белок и жир. Но ключевую роль в этом процессе играют не сами личинки, а их микробиом — сообщество микроорганизмов в пищеварительном тракте. Именно этой теме посвящено исследование учёных института экологии. Оно стало победителем конкурса на выполнение НИР/НИОКР молодыми учёными (R.1) в системе грантовой поддержки РУДН в 2026 году.