Химики РУДН открыли экономичный метод синтеза вторичных аминов
Амины — производные аммиака, в котором один или несколько атомов водорода замещены на углеводородные радикалы. Радикалы могут быть разными, поэтому и физические, и химические свойства аминов отличаются. Их применяют для синтеза пестицидов, лекарств, красителей, репеллентов, добавок к топливу и других соединений. Один из способов получения вторичных аминов с двумя радикалами — алкилирование других азотсодержащих органических соединений, иминов. Обычно для этого применяют реакции металлорганических соединений, но их высокая реакционная способность усложняет процесс. Поэтому химики ищут более удобные способы получения вторичных аминов. Химики РУДН предложили такой алгоритм.
«Мы сосредоточили внимание на разработке широко применяемой стратегии алкилирования иминов для получения вторичных аминов в мягких условиях реакции. Эта атом-экономная реакция использует для добавления радикалов особенности самих иминов. Точная настройка электронных свойств исходных веществ позволяет получать широкий спектр продуктов», — профессор Леонид Воскресенский, декан факультета физико-математических и естественных наук РУДН.
Реакция, которую предложили химики, относится к мультикомпонентным. То есть не два, а сразу несколько веществ соединяются в одно. Это экономично и с точки зрения расхода веществ, и с точки зрения затрат на вспомогательные реагенты. Химики РУДН смешивали альдегид, анилин и тетрагидрофуран под действием видимого фиолетового света (длина волны 390 нм). Инициатором радикалов был тетрабутиламмоний декавольфрамат (TBADT). Через 24 часа образовывался итоговый вторичный амин. Исследователи провели ряд аналогичных экспериментов, оптимизируя условия реакции, вспомогательные вещества и их количества. Затем химики опробовали разные исходные соединения. Всего получилось 29 вариантов продуктов реакции.
В результате химикам РУДН удалось добиться 85% эффективности реакции — это означает, что количество реально полученного продукта составляет 85% от теоретически рассчитанного значения. Лучшим растворителем оказался ацетонитрил, а вспомогательных веществ не понадобилось вовсе. Подобрав оптимальный анилин, исследователи смогли достичь 97% выхода вторичного амина.
Химики также описали предполагаемый механизм, по которому идет реакция. Под действием света TBADT переходит в возбужденное состояние, выпускает атом водорода и образует радикал, который «ищет» к чему присоединиться. В это время альдегид и анилин образуют имин, к которому и прикрепляется радикал. К этому комплексу затем присоединяется свободный атом водорода. В результате получается итоговый продукт.
«Мы смогли разработать эффективную стратегию многокомпонентного получения вторичных аминов без необходимости каких-либо добавок. Эта надежная процедура продемонстрировала реальную применимость для различных исходных материалов. Она позволить решить проблемы селективности, связанные с использованием TBADT в качестве фотокатализатора», — профессор Эрик Ван дер Эйкен, директор центра Объединенного института химических исследований РУДН.
Результаты опубликованы в журнале Molecular Catalysis.
РУДН провел конкурс на выполнение НИР/НИОКР научными коллективами под руководством молодых ученых. Гранты на реализацию получили три проекта.
В РУДН подвели итоги конкурса «По страницам курсовой» 2024. Победителями стали 14 студентов, еще 48 — призерами. Что исследовали авторы лучших научных работ? Ответом делимся ниже.
Авторский коллектив под руководством заведующего кафедрой общей и клинической фармакологии РУДН Сергея Зырянова стал победителем всероссийского конкурса научных проектов «Технологии для здоровья человека».