Recipe.Ru

Российские химики разработали высокоэффективный катализатор для фармацевтического сырья

Российские химики разработали высокоэффективный катализатор для фармацевтического сырья
Российские химики разработали высокоэффективный катализатор для фармацевтического сырья

Группа российских ученых создала уникальный наноструктурированный катализатор, позволяющий синтезировать первичные амины при комнатной температуре и атмосферном давлении. Разработка превосходит существующие мировые аналоги по уровню избирательности и эффективности, что позволит существенно удешевить и упростить процесс производства сырья для лекарственных средств, полимеров и красителей. Исследование выполнено при поддержке гранта Российского научного фонда (РНФ), а его результаты опубликованы в научном журнале ACS Catalysis.

Технологический прорыв в синтезе аминов

Новый катализатор разработан коллективом российских химиков под руководством старшего научного сотрудника Института органической химии имени Н.Д. Зелинского РАН (Москва) Елены Рединой совместно с коллегами из Института катализа имени Г.К. Борескова СО РАН, о чем сообщает пресс-служба РНФ. Конструктивно материал представляет собой наночастицы палладия, нанесенные на подложку из оксида титана, в структуру которых встроено строго определенное количество молекул оксида хрома.

Ученым удалось подобрать такую конфигурацию, при которой катализатор эффективно взаимодействует с молекулами нитрилов (соединений азота и углеводородов) без экстремального внешнего воздействия. В ходе реакции водород присоединяется к атомам азота, формируя аминогруппу внутри углеводородной цепочки с минимальным образованием побочных продуктов.

«Ранее синтез первичных аминов требовал жестких условий — сильного нагрева, высоких давлений и токсичных растворителей. В дополнение к этому, разработка оказалась в 30 раз эффективнее и в пять раз избирательнее аналогов, благодаря чему химикам удалось синтезировать целевые продукты без примесей — со 100% чистотой».

— Пресс-служба, Российский научный фонд (РНФ)

Инновация в структуре наноматериала

Ключевой особенностью созданного катализатора является изменение классической процедуры его синтеза. Обычно для предотвращения «слипания» активных металлов их наночастицы сразу наносят на оксидную подложку. Российские исследователи модифицировали этот процесс: они сначала покрыли наночастицы палладия оксидом хрома и только после этого зафиксировали их на подложке из оксида титана.

Как продемонстрировал физико-химический анализ, ионы хрома не только оптимизируют общую структуру катализатора, но и усиливают электронные взаимодействия между водородом и палладием. Именно этот синергетический эффект резко повышает каталитическую активность и избирательность (селективность) процесса. Высокая селективность позволяет получать нужные фармацевтической промышленности амины со 100% чистотой, исключая дорогостоящие и трудоемкие стадии очистки целевого продукта от побочных примесей.

Exit mobile version