НИУ ВШЭ: разработан универсальный безопасный метод органического синтеза
Химики из НИУ ВШЭ разработали метод органического синтеза, позволяющий проводить реакцию восстановительного присоединения без внешнего восстановителя. Его роль берет на себя один из реагентов — альдегид. Это помогает снизить токсичность процесса и уменьшить количество побочных реакций. Работа выполнена совместно с учеными Институт элементоорганических соединений имени А. Н. Несмеянова РАН. Об этом "Газете.Ru" сообщили в пресс-службе образовательного учреждения.
Альдегиды — распространенный класс органических соединений. С ними человек сталкивается в повседневной жизни: например, ванилин и коричный альдегид используются в пищевой промышленности, а цитронеллал и цикламеновый альдегид — в парфюмерии. Некоторые альдегиды производят миллионами тонн в год: например, н-бутаналь применяется при производстве поливинилхлорида, смол и ламинированного стекла. Альдегидная группа встречается и в биологически активных молекулах, например в форме витамина B6 — пиридоксале.
В химическом синтезе альдегиды чаще всего используют как электрофильные соединения — молекулы, принимающие электроны и вступающие в реакции присоединения. Гораздо реже применяется их другая способность — выступать восстановителями, когда альдегидная группа окисляется до карбоновой кислоты и отдает электроны.
Исследователи предложили объединить эти две роли в одной реакции на примере восстановительного алкилирования кетонов — процесса, широко применяемого в промышленности и фармацевтическом синтезе. Обычно для таких реакций требуется внешний восстановитель, например водород, борогидриды или монооксид углерода. Эти вещества могут быть токсичными, взрывоопасными или вызывать нежелательные побочные реакции.
В новом методе восстановителем выступает сам альдегид. Реакция проходит в присутствии рутениевого катализатора и основания, без растворителя и без добавления внешнего источника водорода.
"Мы предложили более простую схему реакции: отказаться от дополнительного реагента и использовать альдегид как внутренний источник восстановления. В результате процесс можно представить не как A + B + C → продукт, а как A + B → продукт, где одна из молекул выполняет двойную функцию", — объяснил один из авторов работы, преподаватель базовой кафедры элементоорганической химии ИНЭОС РАН факультета химии НИУ ВШЭ Федор Клюев.
Эксперименты показали, что метод универсален: он работает с ароматическими и алифатическими кетонами и альдегидами и сохраняет чувствительные фрагменты молекул, например двойные связи и некоторые функциональные группы.
По словам руководителя исследования, профессора, заведующего Базовой кафедры элементоорганической химии ИНЭОС РАН факультета химии НИУ ВШЭ, Дениса Чусова, в дальнейшем ученые планируют адаптировать метод для восстановительного аминирования — важного типа реакций, который широко используется в фармацевтической химии. Если удастся отказаться от внешнего восстановителя и в этих процессах, это может значительно упростить промышленный синтез лекарственных веществ.