Сотрудники Института элементоорганических соединений имени Несмеянова РАН разработали новое семейство комплексов родия на основе альфа-пинена — природного соединения, содержащегося в эфирных маслах хвойных растений. Полученные соединения показали высокую эффективность сразу в нескольких типах асимметрических реакций, что делает их универсальными катализаторами для тонкого органического синтеза. Статья с результатами экспериментов опубликована в журнале Angewandte Chemie International Edition.
Асимметрический катализ играет ключевую роль при производстве современных лекарств, агрохимикатов и других биологически активных веществ. Во многих случаях необходимо получать только один из двух возможных зеркальных изомеров молекулы, поскольку именно он обладает требуемой биологической активностью. Для этого используются специальные хиральные катализаторы.
Разработанные российскими химиками комплексы содержат родий и лиганды, синтезированные на основе альфа-пинена — доступного природного терпена. Исследования показали, что новые каталитические системы способны эффективно управлять пространственной организацией образующихся молекул и обеспечивать высокую энантиоселективность (способность выбирать нужный изомер) в различных реакциях асимметрического синтеза.
Один катализатор вместо нескольких специализированных систем
По словам авторов работы, большинство известных хиральных катализаторов обычно демонстрируют высокую эффективность лишь в ограниченном наборе превращений. Новые родиевые комплексы выгодно отличаются более широким спектром применения. Это позволяет рассматривать их как универсальную платформу для проведения различных асимметрических реакций.
Использование природного альфа-пинена также делает синтез лигандов более привлекательным с практической точки зрения. Такие соединения получают из возобновляемого растительного сырья, что соответствует современным тенденциям развития «зеленой» химии.
Почему это важно
По оценкам специалистов, более половины современных лекарственных препаратов содержат хиральные молекулы. При этом нередко только один энантиомер обеспечивает терапевтический эффект, тогда как второй может быть менее активным, нейтральным или вообще вызывать нежелательные побочные реакции. Поэтому создание универсальных катализаторов, способных селективно формировать нужную пространственную структуру молекул, остается одной из важнейших задач современной химии.
Данные катализаторы создаются в рекордно малое число синтетических стадий из природного терпена альфа-пинена. Высокая анизотропия лигандного окружения в получаемых комплексах служит залогом высокой оптической чистоты продуктов каталитических реакций, в которых они используются/
Владимир Харитонов
Интересные факты
Альфа-пинен является одним из основных компонентов запаха соснового леса и широко используется в парфюмерии и производстве ароматизаторов.
Родиевые катализаторы считаются одними из наиболее эффективных инструментов асимметрического синтеза и применяются при получении многих фармацевтических субстанций.
За разработку методов асимметрического катализа ученые были удостоены двух Нобелевских премии по химии в 2001 и 2021 году, что подчеркнуло фундаментальное значение этой области для современной науки и промышленности.
Благородный и редкий
Родий (лат Rhodium, символ Rh) — чрезвычайно редкий благородный металл платиновой группы. Он был выделен из самородной платины еще в начале XIX века, но из-за низкой концентрации долго не находил достойного применения.
Лишь в 1976 году инженеры-химики из шведской автомобилестроительной компании Volvo обнаружили уникальные каталитические свойства родия. Так этот металл пришел в промышленную химию, а затем в фармацевтику и биотехнологии.
Ежегодно в мире добывается всего 30 тонн родия. 85% добычи приходится на ЮАР. Доля России составляет примерно 7%. Основные месторождения сосредоточены в районе Норильска на севере Красноярского края.
Мировая цена родия на 1 июня 2026 года составляла 8 050 долларов США за тройскую унцию (около $258,8 за грамм). На внутреннем российском рынке родий стоит в среднем 22 720 рублей за грамм. Для сравнения грамм золота оценивается примерно в 9 600 рублей, грамм платины — в 5 000 рублей.
Первооткрыватель металла Уильям Волластон назвал его Rhodiun (от греческого rhodos— «роза») из-за специфического красного оттенка растворов соединений элемента. Таким образом, родий является языковым родственником родолитов — известковых кораллиновых водорослей, «красных живых камней», о которых мы рассказали здесь.
Источник: hi-tech.mail.ru