Ученые СПбГУ разработали метод соединения двух простых веществ с помощью катализатора на основе золота, прикрепленного к полимеру. Такой процесс позволяет получить молекулы, на базе которых можно создавать новые лекарственные препараты, а также соединения для применения в сельском хозяйстве.
В СПбГУ разработали метод соединения двух простых веществ с помощью катализатора на основе золота, прикрепленного к полимеру. Такой процесс позволит получить молекулы, на базе которых можно создавать новые лекарства / © Fatima Shahid, unsplash.com
Результаты исследования опубликованы в научном журнале первого квартиля Advances Synthesis & Catalysis.
Золото долгое время считалось инертным металлом в химии. Это означает, что оно не проявляло химической активности и не вступало в реакции с большинством веществ при обычных условиях. Химики называли золото благородным металлом из-за его устойчивости к коррозии и низкой реакционной способности.
Однако в последние десятилетия представление о золоте в научном мире кардинально изменилось. Оно переживает настоящий ренессанс в роли катализатора – вещества, ускоряющего химические реакции. Ученые обнаружили, что при определенных условиях, особенно в форме наночастиц или комплексных соединений, золото может быть чрезвычайно эффективным катализатором, способным ускорять сложные химические превращения.
Химики Санкт-Петербургского государственного университета использовали золотой катализатор для соединения двух простых молекул, в результате чего удалось получить сложные структуры, перспективные для создания новых лекарств и агрохимикатов. В частности, они разработали метод синтеза функционализированных 2-аминоиндолов — молекул, на основе которых можно создать новые лекарственные препараты с антивирусными и цитотоксическими свойствами. Также они могут использоваться при синтезе фунгицидов и инсектицидов — веществ, позволяющих бороться с грибковыми болезнями у растений и уничтожать насекомых.
По словам автора работы, старшего научного сотрудника кафедры физической органической химии СПбГУ Алексея Дубовцева, самое важное в исследовании — это именно использование «золотого» катализатора, прикрепленного к полимеру.
«Это как одеть супергероя в надежный и многофункциональный костюм: катализатор на полимере можно легко отфильтровать после реакции — так супергерой может быстро покинуть место действия; его можно применять снова и снова, подобно тому, как супергерой возвращается к новым подвигам. Кроме того, такой катализатор производит меньше отходов и загрязнений, защищая окружающую среду, словно супергерой. Он также всегда готов к действию и отлично подходит для непрерывных процессов», — пояснил Алексей Дубовцев.
Ученые СПбГУ использовали комплекс золота, прикрепленный к полистирольному полимеру. Полученный «золотой» полимер удалось легко отделить от реакционной смеси и успешно использовать повторно. При этом для реакции потребовался всего один процент катализатора, что делает процесс экономически выгодным и гораздо более экологичным. Важно отметить, что реакция протекала при низких температурах, что дополнительно подчеркивает эффективность и экологичность метода.
Исследование петербургских ученых показывает, как инновационные подходы в катализе могут превратить инертное золото в настоящего супергероя химии, способного творить чудеса на молекулярном уровне. Благодаря этому открытию, золото может стать ключевым элементом в создании новых материалов и лекарств, которые изменят нашу жизнь к лучшему.
Как отмечают исследователи, разработка новых каталитических систем имеет большое значение для развития отечественной промышленности полимеров и обеспечения технологической независимости страны в этой критически важной области. Создание эффективных катализаторов открывает путь к производству инновационных полимерных материалов с полезными свойствами, что может революционизировать многие отрасли промышленности — от автомобилестроения до медицины.
Исследование проведено в рамках проекта, поддержанного грантом Министерства науки и высшего образования России.
