ИГУ - Новости

Новости

Уникальные результаты получили ученые-химики ИГУ

news

Уникальные результаты получили ученые-химики Иркутского государственного университета, проводя экспериментальные исследования в рамках гранта Российского научного фонда. Применив разработанные ими ранее методы, ученые обнаружили, что полученный результат опровергает устоявшиеся теоретические представления, считавшиеся незыблемыми уже более 50 лет.

— Как бы самоуверенно это не звучало, но мы получили уникальные результаты мирового уровня, — говорит руководитель проекта, доцент кафедры физической и коллоидной химии ИГУ Анна Курохтина. — Нами было показано, что механизм активации исходных веществ катализатором в промышленно важной реакции Мицороки-Хека принципиально отличается от того варианта, который на данный момент не вызывал никаких сомнений у химиков и давно уже попал в учебники.

В рамках гранта РНФ ученые лаборатории кинетики каталитических процессов НИИ нефте- и углехимического синтеза ИГУ (заведующий лабораторией профессор Александр Шмидт) работают над проектом, предметом исследования которого является химическая реакция Мицороки-Хека. Реакция Мицороки-Хека является краеугольным камнем палладиевого катализа, поскольку приводит к получению широчайшего набора продуктов. Например, это современные фармацевтические препараты, а также исходные вещества для получения полимерных материалов с заданными свойствами, такие как каучук, пластмассы, лаки, краски и т.п.

Изучая фундаментальные особенности реакции Мицороки-Хека, химики ИГУ работают, в том числе, над получением экономически более эффективного пути получения продукта этой реакции, который к тому же может в значительной мере снизить проблему соответствия промышленного процесса все более ужесточающимся в современном мире экологическим требованиям. Для этого ученые разрабатывают так называемые «безлигандные» каталитические системы на основе палладия, используя в процессе малоактивные исходные вещества — арилхлориды, которые, однако, являются значительно более дешевым сырьем для получения ценных продуктов.

— Безусловно, нам необходимы дополнительные подтверждения полученных результатов, которые и для нас также стали полной неожиданностью. Однако уже сейчас можно уверенно говорить о том, что существующие теоретические представления не позволяют объяснить наблюдаемые нами экспериментальные закономерности, — говорит Анна Курохтина.

Полученные экспериментальные данные удивили и специалистов, привлеченных в качестве экспертов одним из самых авторитетных научных журналов ChemCatChem — Chemistry Europe, специализирующегося в области катализа. Пришлось приложить немало усилий, в том числе, провести и значительное количество дополнительных экспериментов, чтобы развеять сомнения рецензентов и получить от них в итоге высокие оценки результатов работы и даже теплые пожелания удачи в раскрытии природы таинственных частиц, обнаруженных иркутскими химиками. В настоящий момент статья принята к опубликованию редакцией и в ближайшее время выйдет в свет.

Между тем, ученые ИГУ отмечают еще один интересный установленный факт, который важен как с точки зрения «чистой» науки, так и с позиции практического использования реакции Мицороки-Хека в промышленности. Так, подавляющее большинство исследователей считает, что низкая активность арилхлоридов связана с высоким энергетическим барьером стадии его активации, которая, в свою очередь, определяет низкую скорость всей каталитической реакции и невозможность ее практического использования.

— Полученные нами результаты показывают, что истинную причину низкой активности арилхлоридов нужно искать в другом. Возможно, такой причиной являются некие побочные превращения катализатора, сильнейшее влияние которых на протекание основной каталитической реакции было неоднократно продемонстрировано в реакции с более реакционноспособными субстратами. Исследования природы этих процессов и их взаимосвязи с основной каталитической реакцией Мицороки-Хека планируются нами на текущем этапе реализации проекта, — отмечает Анна Курохтина.

Для проведения исследований на средства гранта химики ИГУ приобрели УФ-спектрофотометр, позволяющий исследовать превращения катализатора непосредственно в ходе химической реакции без дополнительных подготовительных процедур (так называемые in situ исследования). С его помощью становится возможным получать надежные данные о природе процессов превращения палладия в условиях реакции Мицороки-Хека.

Отчет по гранту РНФ за первый год реализации проекта был представлен вовремя, несмотря на то, что запланированные коллективом в связи с получением неожиданных результатов дополнительные экспериментальные работы из-за ситуации с коронавирусной инфекцией и введенными профилактическими мерами не удалось провести в полном объеме. При этом отчет получил высокую оценку рецензентов.

Анна Курохтина отмечает, что такой результат был бы невозможен без серьезного вклада каждого участника научного коллектива. В его состав также входят: доцент кафедры физической и коллоидной химии Михаил Быков, младший научный сотрудник НИИ нефте- и углехимического синтеза ИГУ Елена Видяева, аспиранты химического факультета ИГУ Надежда Лагода и Илья Бабенко, а также бакалавры и магистранты химического факультета, выполняющие свои выпускные квалификационные работы на кафедре физической и коллоидной химии ИГУ.

— Поскольку сложившаяся ситуация не позволяет сколько-нибудь уверенно предположить — когда традиционный вариант обсуждения результатов на научных конференциях вновь вернется в нашу жизнь, приходится планировать участие в таких мероприятиях, проводимых дистанционно. Но гораздо важнее, чтобы под угрозой не оказалась экспериментальная работа, без которой невозможно достижение цели проекта. Надеемся, что нам удастся не сбавлять обороты в работе над проектом в текущем году и успешно справиться с поставленными задачами, — сказала Анна Курохтина.

Управление информационной политики ИГУ
Телефон: 521-971