Агрегатор новостей
современной Российской науки, анонсы мероприятий, события, мнения
При поддержке Российского фонда фундаментальных исследований

Открыта причина низкой активности органических хлоридов

Российские ученые из Иркутского государственного университета рассмотрели реакцию Мицороки-Хека на примере органических хлоридов и объяснили причину их низкой активности. Она кроется не в сложной активации хлоридов катализатором, а в побочных реакциях, в которые он вступает. Исследование опубликовано в журнале Molecular Catalysis.

В органическом синтезе большое значение имеет реакция Мицороки-Хека. В ходе нее к молекуле алкена — углеводорода с двойной связью — присоединяют галогенидные производные алифатических или ароматических углеводородов в присутствии катализатора. Этот процесс может быть использован для получения фармацевтических соединений, агрохимикатов, сырья для синтеза полимеров и т. д. В то же время в этой реакции трудно использовать органические хлориды. Хотя они и относительно недорогие, научное сообщество полагает, что их сложно активировать. Ранее это связывали с прочной связью хлор-углерод.

Российские ученые провели реакцию Мицороки-Хека, используя в реакционной смеси хлоридные, бромидные и иодидные производные ароматических соединений — арилгалогениды. В качестве катализатора химики применяли палладий. Хотя процесс проводили в одинаковых условиях, ароматические бромиды и иодиды отличались значительно большей реакционной способностью по сравнению с хлоридами. Ученые выяснили, что такая реакция с органическими хлоридами обратима.

Далее исследователи рассмотрели избирательность катализатора — его селективность. Для сравнения использовали разные органические хлориды. Их природа была важна только в том случае, если все стадии каталитического процесса являлись обратимыми, что можно отрегулировать. Однако сам палладиевый катализатор быстро терял активность — спустя 5-10 минут. Это наблюдалось при работе и с хлоридами, и с бромидами. Ученые пришли к выводу, что помимо основной реакции в среде происходят конкурирующие, побочные процессы, в которые вступает катализатор. Именно с этим связано быстрое снижение активности катализатора.

«Наше исследование показало, что последующие поиски экзотических катализаторов, способных эффективно активировать органические хлориды, по сути, бессмысленны: с этой задачей успешно справляются стандартные каталитические системы. Проблема низкой реакционной способности органических хлоридов в реакции Мицороки-Хека не связана с низкой скоростью их активации, а обусловлена совсем иными причинами, которые следует искать в побочных процессах, протекающих в каталитической системе, отвечающих за баланс генерирования и дезактивации активных частиц катализаторов», — подвела итог Анна Курохтина, руководительница проекта по гранту РНФ, доцент кафедры физической и коллоидной химии Иркутского государственного университета.