Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Благородные металлы оправдали свою цену в органическом синтезе
Химики доказали, что, вопреки распространенному мнению, замена дорогостоящих благородных металлов, используемых для ускорения химических реакций, на дешевые аналоги может увеличить, а не уменьшить стоимость конечного продукта. Это заключение позволит избежать безосновательного отказа от эффективных платиновых катализаторов, с помощью которых синтезируют большинство лекарств и многие полимеры.
Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Organometallics. При создании большинства медицинских препаратов, а также «умных» полимеров, применяемых, например, для доставки лекарств, химики часто используют катализаторы, содержащие благородные металлы платиновой группы. Помимо платины, к ним относятся рутений, родий, палладий, осмий и иридий. Однако в последнее время ученые пытаются заменить их на более распространенные и дешевые аналоги, например, марганец, кобальт и никель.
Необходимость такой замены часто объясняют тем, что мировые запасы благородных металлов ограничены, к тому же их стоимость высока. Однако при внимательном анализе эти опасения оказываются сильно преувеличенными. Риск истощения ресурсов благородных металлов в ближайшие 100 лет незначителен, особенно по сравнению с перспективой исчерпания запасов доступной нефти. Кроме того, в синтезе, помимо благородных металлов, используются и другие вещества, поэтому не факт, что цена зависит именно от металла.
Ученые из Института элементоорганических соединений имени А. Н. Несмеянова РАН (Москва) проанализировали вклад различных компонентов, используемых в химическом синтезе, в стоимость получаемого продукта. Для этого авторы сравнили затраты на проведение шести различных химических реакций, в которых из одинаковых исходных веществ образуется одно и то же соединение — изохинолон. Эта органическая молекула входит в состав ряда флуоресцентных материалов и биологически активных молекул, а потому представляет интерес для молекулярной биологии, химии и медицины.
Три из исследованных реакций требуют участия катализаторов на основе благородных металлов — палладия, родия и рутения. Еще две протекают в присутствии более дешевых никеля и кобальта, и оставшаяся — без использования металлов. При расчете стоимости каждого превращения авторы учитывали цену исходных реагентов, металлов, а также лигандов — своего рода добавок, входящих в состав катализаторов.
Анализ показал, что превращение, в котором используется родий, всего на 50 процентов дороже того, в котором требуется катализатор на основе кобальта. При этом металлический родий примерно в 8000 раз дороже, чем металлический кобальт. В химическом синтезе столь значительная разница в цене становится практически незаметной потому, что металлы используются в малых количествах (порядка одного процента от массы всех используемых веществ). В результате, согласно расчетам, цена на исходные металлы составляет всего 10–30 процентов от общей стоимости реакции, а основные затраты (70–90 процентов) оказались связаны с органическими реагентами. Это означает, что даже полная замена дорогостоящих благородных металлов на дешевые аналоги будет незначительно влиять на себестоимость процесса.
Интересно, что использование катализаторов на основе дешевых металлов может даже непреднамеренно увеличить цену производства, если при этом увеличится расход других — более дорогих — реагентов. Такая ситуация, в первую очередь, может возникнуть на заключительных стадиях синтеза сложных лекарственных молекул, поскольку себестоимость реагентов уже высока за счет того, что для их получения потребовалось нескольких предшествующих реакций.
«Результаты анализа показывают, что стоимость химического превращения зависит в первую очередь от органических реагентов, а не катализаторов. Поэтому некорректно аргументировать отказ от использования благородных металлов в составе катализаторов лишь их дороговизной. Наша работа подчеркивает, что ученые должны реалистично оценивать разные факторы для достижения максимальной эффективности. В дальнейшем мы планируем проверить наши выводы на более широком круге химических реакций», — рассказывает участник проекта, поддержанного грантом РНФ, Дмитрий Перекалин, доктор химических наук, заведующий лабораторией функциональных элементоорганических соединений Института элементоорганических соединений имени А. Н. Несмеянова РАН.
Telegram 
Дзен 
VK Коллектив ученых из МФТИ, Центрального аэрогидродинамического института имени профессора Н. Е. Жуковского и Нижегородского государственного технического университета имени Р. Е. Алексеева смоделировал обтекание воздушными массами крыла экраноплана. Установлена зависимость подъемной силы от конструкции крыла и режима полета.
Принято считать, что люди с развитыми когнитивными способностями отличаются высокими моральными принципами. Ученые из Великобритании решили проверить этот тезис научными методами и пришли к противоположному выводу.
Ученые предложили математический инструмент, позволяющий точно рассчитать условия стабильной работы систем фазовой автоподстройки частоты, используемых в устройствах связи и навигации. Такие системы синхронизируют параметры собственных сигналов устройства, например телефона, с поступающими на него сигналами, например, от Wi-Fi-роутера. Предложенный метод расчетов позволяет избежать неточностей, которые допускали ранее используемые подходы, и предлагает инженерам простые формулы, удобные для применения в реальных проектах. Это позволит предотвратить ошибки в работе приборов спутниковой навигации и беспроводной связи.
Принято считать, что люди с развитыми когнитивными способностями отличаются высокими моральными принципами. Ученые из Великобритании решили проверить этот тезис научными методами и пришли к противоположному выводу.
Коллектив ученых из МФТИ, Центрального аэрогидродинамического института имени профессора Н. Е. Жуковского и Нижегородского государственного технического университета имени Р. Е. Алексеева смоделировал обтекание воздушными массами крыла экраноплана. Установлена зависимость подъемной силы от конструкции крыла и режима полета.
Результаты эксперимента в США в будущем могут позволить добиться разрешения на использование отработанной конопли в качестве кормовой добавки в животноводстве.
Радиотелескопы уловили очень короткий сигнал, и по его характеристикам стало ясно, что он не может быть естественного происхождения. Астрономы пришли к выводу, что источник находился в околоземном пространстве — там, где уже более полувека летает «мертвый» аппарат NASA.
Группа российских ученых из Института прикладной математики имени М. В. Келдыша РАН и МФТИ провела детальное численное исследование источников шума, генерируемых крылом прототипа сверхзвукового бизнес-джета в режиме посадки. Эта работа, сочетающая передовые методы вычислительной гидродинамики и аэроакустики, впервые позволила с высокой точностью локализовать и охарактеризовать основные зоны шумообразования вблизи полноразмерной геометрии крыла модели прототипа сверхзвукового пассажирского самолета в посадочной конфигурации.
Результаты эксперимента в США в будущем могут позволить добиться разрешения на использование отработанной конопли в качестве кормовой добавки в животноводстве.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно