Химики ускорили процесс поиска катализаторов

Американские ученые разработали метод для подбора подходящих катализаторов для органического синтеза, которые можно будет использовать для получения новых молекул лекарств. Об этом сообщается в исследовании, опубликованном в журнале Nature Chemistry.

Ученые из Рочестерского университета провели свое исследование, заручившись финансовой поддержкой Pfizer, одной из крупнейших фармацевтических компаний в мире. В ее интересах было заменить катализаторы из дорогостоящих и редких металлов (платина, палладий) на более доступные, но не менее эффективные. Такие катализаторы могут быть, например, из переходных металлов: железа, меди или никеля.

Проблема использования неблагородных металлов в качестве катализаторов заключается в том, что к ним необходимо подобрать органические лиганды, которые позволяют контролировать реакционную способность и селективность катализатора. Тысячи лигандов, подобранные для благородных металлов, не являются эффективными для их применения в катализаторах из переходных металлов. Катализ комплексами переходных металлов имеет большое значение для проведения реакций кросс-сочетания двух электрофильных молекул.

В «библиотеке лигандов» компании Pfizer находятся 2,8 млн химических соединений, и, для того чтобы найти наиболее подходящие лиганды для катализаторов из переходных металлов, ученые выявили ключевые элементы потенциально эффективных лигандов, чтобы облегчить поиск. В результате выборка соединений сузилась до 1500 возможных вариантов. Дальнейший поиск привел к группе из 82 подходящих соединений. В ходе исследований девять лигандов из этой группы оказались эффективными для катализа.

Авторы исследования подчеркивают, что разработка новых библиотек лигандов занимает много времени. Исследователям удалось проверить структурно разнообразный набор соединений в уже существующей библиотеке и подобрать подходящие лиганды, не занимаясь синтезом этих соединений.