Японские ученые использовали синие светодиоды и медь, чтобы разработать новый способ создания соединений, которые можно будет использовать в фармацевтике и фотоэлектронике. Исследование опубликовано в журнале Journal of the American Chemical Society.
Светодиоды используются в большинстве устройств, которыми мы пользуемся каждый день, — они есть в электронных дисплеях наших телевизоров, смартфонов, планшетов и т. д. Это приборы, преобразующие электрический ток в световое излучение. Светодиодные источники освещения используются и во многих исследованиях. После определенных химических модификаций их также можно использовать, например, в фармацевтике.
Но для химических реакций такого рода необходимы определенные катализаторы. Обычно в этой роли выступают драгоценные металлы, такие как палладий. Но они дороги, и исследователи ищут более дешевые аналоги. Например, медь — дешевый и доступный металл, который мог бы значительно снизить стоимость процесса. При этом медь не нуждается в дополнительном светопоглощающем соединении, так как сама способна поглотить синий свет. Это делает проще как синтез, так и последующую работу с соединением, поскольку в нем меньше составных частей.
В новом исследовании ученые использовали синие светодиоды в сочетании с медным катализатором, чтобы выполнить реакцию перекрестного сочетания. Это распространенная реакция в органической химии, в которой две молекулы соединяются с помощью металлического катализатора.
Важнейшую роль в активации медного катализатора играет синий свет. Его воздействие заставляет электроны перемещаться от атома металлической меди к связанной субъединице молекулярного катализатора. Происходящее разделение электрических зарядов делает катализатор более активным в своей работе. Ацильную группу, получившуюся в результате реакции перекрестного сочетания, можно применять в синтезе фармацевтических препаратов и фотоэлектронных материалов. При этом ее образование происходит асимметрично, то есть выборочно производится одна из двух возможных версий молекулы продукта.
Новый подход протестировали на множестве исходных материалов. Его высокая селективность и совместимость с соединениями, используемыми в медицине, подчеркивают пользу новой разработки.
«Этот синтетический метод является прорывом, потому что сочетает в себе два легкодоступных элемента — синий светодиодный свет и медь — для достижения реакции соединения, которой раньше не существовало. Технология, которая производит полезные соединения из ресурсов, в изобилии имеющихся на Земле, имеет решающее значение для устойчивого развития человечества», — заключает Юсуке Масуда, автор исследования из Университета Хоккайдо (Япония).
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
