Дональд Уотсон и его научная группа из Делавэрского университета разработала новую модификацию реакции Хека, которая позволяет конвертировать С—Н-связи в C—Si, используя всё тот же металлический палладий в качестве катализатора. По мнению учёных, открытый ими синтетический процесс обладает широким потенциалом промышленного применения — от производства лекарств до изготовления пластиков.
| Первооткрыватели новой химической реакции, имя которой — силил-Хек. Слева направо: Дерек Анеман, Кейван Джонсон, Сара Мартин (на переднем плане), Джесси Маккати и Дональд Уотсон (сзади). (Фото Evan Krape / University of Delaware.) |
Работа была представлена в журнале Американского химического общества Chemical and Engineering News.
По словам доцента Уотсона, исследование вдохновлялось работой Ричарда Хека, нобелевского лауреата 2010-го, открывшего и развившего катализируемые металлическим палладием реакции кросс-сочетания. (Ну ещё бы! Кроме того, следовало бы упомянуть амино-Хек-реакцию, позволяющую образовывать внутримолекулярную С—N-связь на месте С—H. Показательно, что, хотя сама реакция амино-Хек широко известна и даже полезна, её авторов по именам никто не помнит, потому что ничего принципиально нового в ней нет...)
Исследователи разработали катализируемую палладием реакцию, конвертирующую C—H-связи в C—Si и протекающую в мягких условиях. Учёный согласен с тем, что она аналогична реакции Хека, в которой С—Н-связи конвертируются в С—С. По словам г-на Уотсона, с самого начала основной целью работы было жгучее желание расширить набор химического инструментария, создав новую химическую реакцию, полезную для органического синтеза в самых различных областях человеческой производственной деятельности, от сельского хозяйства до альтернативных источников энергии.
| А вот и сама реакция, заново открытая учёными из Делавэра (иллюстрация C&E News). |
Химики подошли к задаче аналитически, изучая сообщения японских учёных, появившиеся несколько десятков лет назад (не зря же говорят, что всё новое — хорошо забытое старое). Вскоре в литературе обнаружилась забытая всеми реакция, «протекающая с низким выходом» желаемого продукта (от 10 до 45%). Не растерявшись, учёные не дали сгинуть «гадкому утёнку» в пучине забвения и, проведя оптимизацию катализатора (с учётом накопленных за сорок лет колоссальных знаний о каждом аспекте реакции Хека и особенно природе и эффективности фосфиновых лигандов), выдали на-гора новую реакцию, протекающую с выходом 95%.
Для увеличения выхода продукта исследователи сосредоточилась на поиске подходящего катализатора, ввиду того что обычно применяемый в реакции Хека трифенилфосфин был слишком объёмным и затруднял протекание реакции. В результате «долгого поиска» удалось обнаружить «не слишком большой и не слишком маленький», но всё ещё богатый электронной плотностью лиганд (главное — мало отличающийся от первоначального) — дифенил-третбутилфосфин. Как говорит г-н Уотсон, восхищаясь самим собой и своей гениальностью, его группе удалось перейти от «едва реагирующего катализатора» (правильнее всё-таки — «комплекса») к «феерически реагирующему».
Подчеркнём ещё раз: авторы исследования считают, что они открыли новую химическую реакцию. Если бы не это обстоятельство, можно было бы порассуждать о некоторой полезности реакции для получения недоступных иными путями винилкремниевых соединений. А так... В общем, заключительные слова о важности и инновационности открытия позволим себе оставить на усмотрение читателя.
Подготовлено по материалам Делавэрского университета.
