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.
Российские химики подтвердили необычный механизм ускорения химических реакций
Химики СПбГУ 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.
Результаты исследования опубликованы в New Journal of Chemistry. 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.
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 СПбГУ 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. Именно желание найти ответ на этот вопрос и побудило нас провести данное исследование», — сказала ассистент кафедры органической химии СПбГУ 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 СПбГУ 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.
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.
Telegram 
Дзен 
VK Британские океанологи выяснили, что шум от сейсморазведки подавляет общение финвалов. Во время стрельбы из пневматических пушек количество китовых песен падало в среднем на 70 процентов. Исследование показывает, что антропогенный шум заставляет морских млекопитающих замолкать или спешно покидать привычные акватории.
Европейские мореплаватели, которые ходили к берегам Западной Африки, искренне верили, что местные торговцы их обманывают. Африканцы якобы намеренно портили золото, подмешивая в него серебро, медь и даже битое стекло. Эта подозрительность сохранялась на протяжении веков и отразилась во многих хрониках. Однако сокровища с легендарного пиратского корабля «Уида», затонувшего у берегов Массачусетса в 1717 году, поставили эту версию под сомнение.
Коллектив ученых из Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ и Университета ИТМО с коллегами создал самый маленький лазер в синем диапазоне из известных на сегодняшний день. Этот лазер станет прорывом в развитии технологий биомедицинской визуализации, оптического хранения данных, квантовой связи и высококачественных дисплеев.
Энтомологи сравнили устойчивость коммерческих и диких гибридных медоносных пчел к главному паразиту ульев — клещу варроа. Полевые и лабораторные тесты показали, что гибриды заражаются в пять раз реже, поскольку их личинки не нравятся паразитам. Пчела-гибрид выживает без регулярных химических обработок и, что важно для пчеловодов, сохраняет миролюбивый характер.
Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.
Современная мобильная связь постоянно развивается, и операторы внедряют все новые поколения сетей. 30 марта для миллионов российских пользователей из Москвы, Санкт-Петербурга и Новосибирска началась новая цифровая эра. Абоненты из этих городов получили возможность протестировать связь 5G. Однако многие пользователи до сих пор не понимают, в чем принципиальная разница между поколениями — 4G и 5G. Ученый Пермского Политеха объясняет, что именно изменилось по сравнению с 4G и как это влияет на качество и доступность мобильного интернета.
В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.
Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
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