В СПбГУ разработали новые биологически активные молекулы, используя полимерный катализатор на основе золота.

Результаты исследования опубликованы в научном журнале первого квартиля Advances Synthesis & Catalysis.

На протяжении долгого времени золото считалось инертным металлом в химии. Это означало, что оно не проявляло химической активности и не реагировало с большинством веществ при обычных условиях. Химики называли золото благородным металлом благодаря его устойчивости к коррозии и низкой реакционной способности.

Тем не менее, в последние десятилетия представления о золоте в научном сообществе значительно изменились. Оно переживает настоящий ренессанс в роли катализатора – вещества, способствующего ускорению химических реакций. Ученые обнаружили, что при определенных условиях, особенно в форме наночастиц или комплексных соединений, золото может быть крайне эффективным катализатором, способным ускорять сложные химические превращения.

Химики Санкт-Петербургского государственного университета применили золотой катализатор для соединения двух простых молекул, что позволило получить сложные структуры, перспективные для разработки новых лекарств и агрохимикатов. В частности, они представили метод синтеза функционализированных 2-аминоиндолов — молекул, которые могут стать основой для создания новых препаратов с антивирусными и цитотоксическими свойствами. Они также могут быть использованы при синтезе фунгицидов и инсектицидов — веществ, помогающих бороться с грибковыми заболеваниями у растений и уничтожать насекомых.

По словам автора работы, старшего научного сотрудника кафедры физической органической химии СПбГУ Алексея Дубовцева, ключевым аспектом исследования является использование «золотого» катализатора, прикрепленного к полимеру.

«Это похоже на то, как одеть супергероя в надежный и многофункциональный костюм: катализатор на полимере можно легко отделить после реакции — так супергерой может быстро покинуть место действия; его можно использовать снова и снова, как супергерой возвращается к новым подвигам. Кроме того, такой катализатор производит меньше отходов и загрязнений, защищая окружающую среду, словно супергерой. Он также всегда готов к действию и идеально подходит для непрерывных процессов», — пояснил Алексей Дубовцев.

Ученые СПбГУ использовали комплекс золота, связанный с полистирольным полимером. Полученный «золотой» полимер удалось легко отделить от реакционной смеси и успешно использовать повторно. При этом для реакции потребовался всего один процент катализатора, что делает процесс экономически эффективным и гораздо более экологичным. Важно отметить, что реакция проходила при низких температурах, что дополнительно подчеркивает эффективность и экологичность метода.

Исследование петербургских ученых демонстрирует, как инновационные подходы в катализе могут превратить инертное золото в настоящего супергероя химии, способного творить чудеса на молекулярном уровне. Благодаря этому открытию, золото может стать ключевым элементом в создании новых материалов и лекарств, которые изменят нашу жизнь к лучшему.

Как отмечают исследователи, разработка новых каталитических систем имеет большое значение для развития отечественной промышленности полимеров и обеспечения технологической независимости страны в этой критически важной области. Создание эффективных катализаторов открывает путь к производству инновационных полимерных материалов с полезными свойствами, что может революционизировать многие отрасли промышленности — от автомобилестроения до медицины.

Исследование проведено в рамках проекта, поддержанного грантом Министерства науки и высшего образования России.