Новый нанокатализатор обещает более дешёвые лекарства

Группа химиков из Университета Торонто (Канада) открыла экологически чистые, основанные на применении наночастиц железа катализаторы, которые работают не хуже традиционных дорогих и токсичных катализаторов на драгоценных металлах, широко используемых в фармацевтической, пищевой и косметической промышленности (для реакций каталитического асимметричного гидрирования, каплинга, полимеризации и т. п.). Статья, посвящённая полученным результатам, вышла в издании Journal of the American Chemical Society.

Исследование, возглавляемое Робертом Моррисом, состояло из нескольких этапов. Концентрируя внимание исключительно на наноразмерных частицах, учёные начали именно с железа. Затем к работе подключили электронный микроскоп — дабы наглядно убедиться в том, что наночастицы железа действительно были синтезированы. Следующий шаг заключался в выяснении того, являются ли наночастицы железа активными катализаторами. Эта часть проекта выполнялась с помощью экспериментов с полимером и каталитическим ядом, в ходе которых было показано, что только поверхностные атомы железа в наночастице являются каталитически активными.

Однако мало найти новый металл, способный заменить дорогие аналоги. Дешёвое железо или дорогой палладий требуют сверхдорогого органического лиганда в соотношении, не меньшем чем один к одному. Только в присутствии лиганда, связанного с центральным атомом и накачивающего его электронной плотностью, проявляются эксклюзивные каталитические свойства металла. Всё это приводит к тому, что замена драгоценного металла на железо не помогает снизить цену всего процесса, особенно в промышленных масштабах.

Но, как выяснилось, здесь у наночастиц есть неоспоримое преимущество. Канадцы доказали, что функциональная поверхность наночастиц разрешает использование куда меньших количеств дорогих органических лигандов, что самым серьёзным образом сказывается на удешевлении всего процесса органического синтеза.

Подготовлено по материалам PhysOrg.