Ученые 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 доказали эффективность новых катализаторов с нековалентными связями
Химики 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 разработали метод проверки стабильности катализаторов, основанных на галогенных и халькогенных связях. С помощью разработки удалось подтвердить, что эти соединения действительно ускоряют химические реакции за счет образования нековалентных связей, а не за счет побочных кислотных примесей. Результаты открывают новые возможности для создания «природоподобных» катализаторов.
Химические связи делятся на?ковалентные (сильные) и?нековалентные (слабые). Сильные связи полезны в?катализе, так?как?они?активнее воздействуют на?молекулы, однако после реакции их?сложно разорвать, что?может создавать трудности. Поэтому ученые активно исследуют катализаторы, работающие через нековалентные связи,?— это?позволит создавать искусственные аналоги ферментов с?заданными свойствами. Такие?связи, особенно на?основе водорода, широко распространены в?природе: они?есть в?воде, белках, ДНК, РНК и?других биологических структурах.
Результаты исследования опубликованы в?New Journal of?Chemistry.
Как?отмечают исследователи, использование этих?связей поможет создавать более эффективные и??природоподобные? катализаторы. Сложность данной работы заключается в?том, что?на?данный момент нельзя точно доказать образование нужной нековалентной связи во?время реакции. Ученые могут зафиксировать галогенные или халькогенные связи в?простых системах (например, в?растворе или кристалле)?— это?удавалось сделать ранее. Однако в?реальной реакционной смеси помимо катализатора и?целевого вещества есть другие компоненты, которые могут связываться с?катализатором и?разрушать?его, но?отследить напрямую такой?процесс крайне сложно.
Например, хлорсодержащие катализаторы в?ходе реакции полностью разлагаются. При?этом?образуется кислота, которая может работать еще эффективнее, чем?исходное вещество. Химики 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 проверили, можно?ли определить каталитическую активность в?присутствии кислотных примесей.
В?таком?случае возникает закономерный вопрос, а?действительно?ли в?случае, когда катализатор в?большей степени устойчив, именно он?ускоряет реакцию, а?не?продукт его?следового разложения?— кислота. Ведь если это?так,?то?можно просто добавлять везде кислоту: получится эффективнее и?экономически выгоднее, а?об?использовании в?биохимии можно будет забыть.
Ассистент кафедры органической химии 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 Александра Сысоева
?Именно желание найти ответ на?этот?вопрос и?побудило нас провести данное исследование?,?— сказала ассистент кафедры органической химии 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 Александра Сысоева.
Для?этого?необходимо проверить стабильность катализаторов?— доноров галогенной и?халькогенной связей. Применяемая в?подобных исследованиях ЯМР?спектроскопия для?данной задачи не?подошла, так?как?этот?метод не?позволяет обнаружить примеси меньше 5?%, поэтому ученые 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 использовали более чувствительный метод?— УФ?спектроскопию.
В?качестве реагента химики Университета использовали акридиновый оранжевый, который хорошо связывается с?кислотой, но?при?этом?не?связывается с?донорами галогенной и?халькогенной связи и?обладает высоким коэффициентом экстинкции, при?котором значительно изменяется спектр при?минимальных изменениях состава раствора.
Химики 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 являются ведущими специалистами по?катализаторам и?катализу. Ранее они?разработали органический катализатор, активность которого почти не?снижается под воздействием других соединений реакции.
Квантово?химические расчеты подтвердили, что?реагент связывается именно с?кислотой. После?этого ученые провели УФ?титрование?— к?фиксированному количеству акридинового оранжевого добавляли разное количество доноров галогенной и?халькогенной связи и?регистрировали серии УФ?спектров соответствующих растворов. Так?удалось выяснить, что?количество следов кислоты, которое содержится в?растворах, не?коррелирует с?известной ранее каталитической активностью доноров галогенной и?халькогенной связи.
Таким?образом, ученые Санкт?Петербургского университета доказали, что?стабильность катализаторов не?связана с?их?каталитической активностью. Это?позволяет утверждать, что?катализ обусловлен образованием нековалентной связи, а?не?связыванием с?кислотой, значит, дальнейшее изучение доноров галогенной и?халькогенной связи в?катализе имеет высокие перспективы.
Санкт?Петербургский государственный университет?— старейший университет России?— был основан 28?января (8?февраля) 1724?года, когда Петр I?издал указ об?учреждении Университета и?Российской академии наук. Сегодня 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入?— один из?крупнейших научно?образовательных центров. Здесь учатся более 20?тысяч студентов, созданы более 15?крупных лабораторий и?23?ресурсных центра, входящих в?ведущий Научный парк страны. 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入ники Университета неоднократно становились лауреатами Нобелевской и?Филдсовской премий.
С?недавних пор Северная столица официально отмечает новый праздник?— День Санкт?Петербургского государственного университета, внесенный в?закон Санкт?Петербурга ?О?праздниках и?памятных датах в?Санкт?Петербурге?.
В?феврале 2025?года состоялась торжественная церемония, в?ходе которой космонавты ?Роскосмоса? передали Университету флаг ?300 лет 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入?, проделавший путь до?Международной космической станции и?обратно.