Новости химической науки > Катализатор тройного действия

По словам исследователей из Японии трис-функциональный органокатализатор, подражающий структуре природных ферментов, сможет существенно увеличить скорость реакции.

Тадаши Эма (Tadashi Ema) и Такаши Сакаи (Takashi Sakai) из Университета Окаяма разработали высокоактивный органокатализатор, скомбинировав реакционную способность трех отдельных органических фрагментов. Подобное сочетание функциональных групп часто встречается в структуре активных центров ферментов; в полученном соединении три функциональные группы действуют кооперативно, обеспечивая ускорение модельной реакции почти в 4 миллиона раз.

Создатели нового катализатора «взяли пример» у активных центров ферментов-липаз. (Рисунок из Chem. Commun., 2008, DOI: 10.1039/b718763g)

Новый катализатор был синтезирован по образу липаз, промотирующих каталитические реакции с помощью триады функциоанальных групп в активных центрах. Полученный трифункциональный органокатализатор содержит в своем составе нуклеофильную гидроксигруппу, пиридиновый фрагмент и фрагмент мочевины или тиомочевины.

Новый катализатор был протестирован на реакции переэтерификации. При этом гидроксильная группа катализатора, реакционная способность которой усилена соседним пиридиновым заместителем, инициирует реакцию, атакуя сложноэфирную группу винилтрифторацетата, а мочевинный фрагмент стабилизирует образующийся интермедиат за счет водородного связывания. Такая структура позволяет ускорять реакцию в 3700000 раз, для сравнения – три модельных соединения, содержавших только по две функциональные группы из трех, вошедших в состав катализатора, не проявили никакой каталитической активности.

В планах японских исследователей дальнейшая подстройка структуру катализатора, целью которой является не только доведение эффективности каталитического ускорения реакций до уровня ферментативных, но и разработка катализатора для асимметрического синтеза.

Источник: Chem. Commun., 2008, DOI: 10.1039/b718763g

метки статьи: #биохимия, #кинетика и катализ, #органическая химия, #органический синтез