Российские химики создали высокоэффективный катализатор для фармацевтики

Российские учёные из Института органической химии имени Н.Д. Зелинского РАН (Москва) совместно с коллегами из Института катализа имени Г.К. Борескова СО РАН разработали уникальный наноструктурированный катализатор, позволяющий синтезировать первичные амины при комнатной температуре и атмосферном давлении. Новый катализатор по своей эффективности превосходит существующие мировые аналоги. Его использование в фармацевтической промышленности позволит существенно удешевить и упростить процесс производства сырья для лекарственных средств, полимеров и красителей. Об этом сообщили в пресс-службе Российского научного фонда (РНФ).

ИСТОЧНИК ФОТО: ИОХ РАН.

Катализатор представляет собой наночастицы палладия, нанесенные на подложку из оксида титана, в структуру которых встроено строго определенное количество молекул оксида хрома. В определённой подобранной учёными конфигурации катализатор эффективно взаимодействует с молекулами нитрилов (соединений азота и углеводородов) без экстремального внешнего воздействия. Во время реакции образуется минимальное количество 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", — пояснили в пресс-службе РНФ.

Основная особенность созданного катализатора заключается в изменении классической процедуры его синтеза. Обычно при создании наноструктурированных катализаторов частицы палладия и других активных металлов наносят на подложки из оксидов других металлов, что предотвращает "слипание" этих наночастиц. Российские ученые изменили эту процедуру - они сначала покрыли наночастицы оксидом хрома и лишь потом нанесли их на подложку. 

По результатам физико-химического анализа ионы хрома не только оптимизируют общую структуру катализатора, но и усиливают электронные взаимодействия между водородом и палладием. Благодаря этому резко повышается каталитическая активность и избирательность (селективность) процесса, что в свою очередь позволяет получать нужные фармацевтической промышленности амины со 100% чистотой, без дорогостоящей и трудоёмкой очистки продукта от побочных примесей.

Исследование выполнено при поддержке гранта Российского научного фонда (РНФ), а его результаты опубликованы в научном журнале ACS Catalysis.