Ученые из Института элементоорганических соединений имени А. Н. Несмеянова РАН разработали инновационный способ формирования химической связи между бором и азотом. Они применили специальные катализаторы, позволяющие управлять стремительными и беспорядочными реакциями активных азотсодержащих частиц. Открытие предоставляет ученым ценный инструментарий для синтеза флуоресцентных молекул, используемых в биохимических датчиках и полимерной электронике, говорится на сайте Российской академии наук.
Основные химические материалы вокруг нас состоят преимущественно из атомов углерода. Но его соседи в таблице Менделеева — бор и азот — могут служить альтернативой для создания новых соединений. Хотя связи между бором и азотом играют аналогичную структурную роль, как и связи углерода, они отличаются большей полярностью и активностью в реакциях. Эти свойства делают их важными для производства разных материалов, от керамики до полимерной электроники. Тем не менее, до сих пор существовали лишь два способа формирования связей бор-азот, что значительно сужало возможности синтеза.
Российские химики разработали новый метод создания связи между азотом и бором в органических молекулах. В процессе реакции использовались нитрены — активные азотсодержащие частицы — и органические соединения, содержащие атомы бора. Нитрен благодаря своей высокой реактивности встраивается в связь между бором и водородом, изменяя химические свойства всей молекулы. Этот процесс можно сравнить с добавлением нового слова в предложение, которое кардинально меняет его значение.
Реакция нитренов с борсодержащими соединениями протекала чрезвычайно быстро, что создавало риск получения сложной смеси продуктов. Чтобы направить процесс и добиться контролируемого результата, исследователи применили катализаторы. После тестирования свыше сорока вариантов было установлено, что наиболее эффективно задачу решают комплексы рутения и родия с аминокислотами.
«Мы надеемся, что новая реакция станет полезным инструментом для химиков-синтетиков. Она позволяет соединять органические соединения с атомами бора с разнообразными азотсодержащими молекулами, включая природные и биологически активные соединения», — комментирует руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Дмитрий Перекалин, доктор химических наук, заведующий лабораторией металлоорганических соединений ИНЭОС РАН.
Эксперт предлагает использовать данный подход для разработки ярких флуоресцентных маркеров, необходимых в биохимических исследованиях, либо для создания материалов, применяемых в гибкой органической электронике.
Ранее в России создали упаковку для овощей и фруктов с уникальным составом. Подробнее о ней написано в другом материале Hi-Tech Mail.
