Механохимия произведет переворот в органическом синтезе

Инкапсулированные палладием ковалентные органические каркасы рассматриваются учеными в качестве перспективных материалов, способных сильно ускорять химические реакции, при этом не расходуясь во время их проведения. По своей структуре они похожи на конструктор Lego: в их решетках имеются упорядоченные поры, в которые «закрепляются» частицы палладия.

Ахиллесовой пятой подобных катализаторов является многоэтапный процесс их изготовления, занимающий несколько дней, – сперва создаются ковалентные органические каркасы, потом в них вводится палладий. Для него требуется применение опасных растворителей, высоких температур и полное отсутствие воздуха.

Исследователям Университета Кларка (США) удалось разработать технологию получения данных катализаторов всего за один час в условиях комнатной температуры и без необходимости создания вакуума и использования токсичных веществ. Для этого они применили механохимическую стратегию инкапсуляции in situ, основанную на шаровом измельчении прекурсоров ковалентных органических каркасов вместе с ацетатом палладия. Она продемонстрировала равномерное распределение палладия и возможность масштабирования катализаторов до размеров и массы, приемлемых для коммерческого производства с низкими затратами.

Полученные катализаторы прошли проверку на примере широко распространённой в органической химии реакции Сузуки-Мияуры, показавшей стабильность их функционирования. Тем самым открываются широкие возможности для использования в катализе фармацевтических препаратов (обезболивающих, противоопухолевых и т.д.), полимеров, пестицидов, для создания систем хранения газов и энергии.

Фото: freepik.com