23 Feb 2024
Немецкие химики обнаружили, что многие фотохимические реакции образования связей углерод-гетероатом в гетероциклах гораздо быстрее идут в смеси с водой, чем в органических растворителях. Этот эффект, как пишут ученые в журнале Science, связан с образованием водородных связей на границе раздела фаз вода-реагенты.
Некоторые реакции между нерастворимыми в воде органическими веществами идут в воде значительно быстрее, чем в органических растворителях. Например, этот эффект известен для реакций Дильса-Альдера, которые могут ускоряться в сотни раз при использовании воды в качестве реакционной среды. Такое необычное поведение разных реакций в воде объясняют гидрофобными взаимодействиями, за счет которых органические вещества легче «находят» друг друга, и с прочными водородными связями, которые может образовывать вода с реагентами или интермедиатами реакций.
Недавно похожий эффект для фотохимических реакций обнаружили химики под руководством Буркхарда Кёнига (Burkhard König) из Регенсбургского университета. Они протестировали, в каких растворителях реакция фотохимического замещения цианогруппы в ароматических гетероциклах на индольный фрагмент протекает с наибольшим выходом, и обнаружили, что вода — лучшая среда для этой реакции. Причем, как отмечают химики, исходные вещества при смешении расплавлялись и образовывали жидкую эвтектику, практически нерастворимую в воде.
В итоге оказалось, что в воде очень эффективно протекают и другие фотохимические реакции — например, [2+2]-циклоприсоединение тиофенов, а также кросс- и гомо-сочетания различных гетероциклических производных.
Чтобы выяснить механизм реакции, химики провели несколько ЯМР-экспериментов. Во-первых, они обнаружили, что реакция замещения цианогруппы на индол не идет в чистом водном растворе — для ее успешного протекания капли реагентов должны быть диспергированы в воде. Кроме того, с помощью регистрации спектров ЯЭО ученые выяснили, что за счет образования водородной связи между молекулами воды и индола первая стадия превращения — перенос электрона от индола к арилцианиду — ускоряется, причем образование водородных связей происходит на границе раздела фаз реагенты-вода.
Таким образом, химики показали, что многие фотохимические реакции между практически нерастворимыми в воде веществами идут в водной среде быстрее, чем в органических растворителях. Этот эффект даже удалось использовать для успешного проведения реакции фотохимического кросс-сочетания в проточном реакторе.
Источник: N+1
Фото: Prof. Dr. Burkhard König
19 декабря 2023 года Международный институт развития научного сотрудничества «МИ ...
14 и 15 ноября в отеле «Националь» в Москве проходит III Международный форум «СМ ...
30 октября 2023 Центр научно-аналитической информации Института востоковедения Р ...
С 18 по 20 октября в Казани пройдет шестой международный «Медиафорум-2023: свобо ...
10-11 октября в Белграде прошла IX Международная встреча интеллектуалов на тему ...
Президент Международного Института Развития Научного Сотрудничества
Российский политолог, историк, публицист.
Доктор политических наук, профессор МГИМО
Генеральный директор Международного Института Развития Научного Сотрудничества
Научный руководитель Международного Института Развития Научного Сотрудничества
Доктор исторических наук.
Профессор
Председатель Попечительского совета Международного Института Развития Научного Сотрудничества
Доктор исторических наук, профессор, член-корреспондент РАН. Директор Института востоковедения РАН. Член научного совета Российского совета по международным делам.
Заместитель Председателя Попечительского совета Международного Института Развития Научного Сотрудничества
Доктор исторических наук.
Профессор кафедры стран постсоветского зарубежья РГГУ, профессор факультета глобальных процессов МГУ им. М.В. Ломоносова.