Токсичные металлы больше не нужны: это российское открытие радикально упростило создание лекарств

Исследователи из Института металлоорганической химии РАН (Нижний Новгород) разработали катализатор для изомеризации алкенов на основе кальция и натрия — дешёвых биогенных металлов. Новый комплекс позволяет "перемещать" двойную связь в молекуле концевого алкена во внутреннее положение с эффективностью до 98% за пять минут при комнатной температуре. Результат опубликован в журнале Chemical Science при поддержке гранта РНФ.

Алкены — углеводородные соединения с одной двойной связью — служат сырьем для ароматизаторов, пищевых добавок и лекарств. Внутренние алкены, где двойная связь находится внутри углеродной цепи, ценнее концевых. Их промышленное получение обычно требует катализаторов на тяжелых металлах (рений, молибден, рутений), которые дороги, токсичны и требуют дорогой очистки продукта. Команда Александра Селихова предложила альтернативу: гетеробинуклеарный комплекс, где ионы кальция и натрия удерживаются тремя специально синтезированными лигандами. Совместная работа двух металлов в одном катализаторе обеспечивает высокую активность и селективность.

Метод проверен на нескольких десятках различных алкенов. Чтобы показать практический потенциал, авторы синтезировали на новом катализаторе исходное соединение для противоопухолевого препарата. Реакция проходит в мягких условиях без растворителей и даёт чистый продукт. Это упрощает технологию и снижает экологическую нагрузку.

Работа является развитием фундаментального результата того же коллектива: ранее ученые впервые получили и охарактеризовали стабильные комплексы лития с алкенами и цикогексаном, что пересмотрело представления о химии щелочных металлов и дало теоретическую базу для проектирования новых катализаторов.

Учёный-химик Илья Сафронов отмечает, что использование биогенных металлов в катализе — перспективное направление "зелёной химии", но переход от лабораторных граммов к промышленным тоннам потребует проверки устойчивости катализатора к примесям, возможности регенерации и масштабируемости синтеза лигандов.

Авторы планируют расширить область применения на эфиры и азотсодержащие молекулы, актуальные для медицинской химии и защиты металлов от коррозии, а также изучить каскадные превращения для многостадийного синтеза в одном реакторе. Параллельно исследуются другие комбинации металлов для повышения активности и селективности. Пока новый катализатор демонстрирует отличные результаты в моделируемых условиях, но его промышленная готовность ещё не подтверждена.