Новости химической науки > Уксусная кислота как «протонный челнок» в химии золота

Результаты нового исследования являются ярким примером необычной реакционной способности, обнаруженной для золотоорганических соединений.

Целый комплекс современных физических методов совместно с компьютерным анализом позволяет предположить механизм реакции, в соответствии с которым молекула уксусной кислоты работает как «челнок для протонов», перенося атомы водорода между реакционными центрами.

Рисунок из Organometallics, 2015; DOI: 10.1021/acs.organomet.5b00210

Благодаря своей химической инертности и нахождению в земной коре в самородном состоянии золото является металлом, с которым человек знаком с самой глубокой древности. Золото всегда притягивало людей своим блеском, необычным цветом и способностью сопротивляться окислению и коррозии – именно эти свойства обусловили применение золота в ювелирном деле и в качестве монетарного металла, а древние алхимики восхищались тем, что золото – «царь металлов» – не реагирует ни с кислотами, ни со щелочами.

Однако это прошлое золота, а его настоящее заключается в том, что соединения золота (которые, в отличие от алхимиков, современным химикам удалось получить) не только могут успешно конкурировать с традиционными никель- и палладийсодержащими катализаторами, ускоряющими обычные химические реакции, но и превосходят их по эффективности. Также комплексы золота часто демонстрируют принципиально иную по сравнению с классическими катализаторами реакционную способность и активность. Все эти обстоятельства предопределили «моду» на изучение процессов, катализируемых золотом.

Валентин Анаников (Valentine P. Ananikov) с соавторами ввел золотосодержащее соединение в хорошо известную каталитическую систему, и золото в этой системе привело к существенному изменению реакционной способности, в результате чего были получены новые золотосодержащие комплексы, которые удалось выделить и изучить – они, как и сам «мягкий металл» оказались устойчивыми к окислению. Результаты изучения монокристалла комплекса методом РСА показали наличие в его строении необычного структурного мотива, который нельзя было объяснить в рамках существующих механизмов.

Изучение найденной реакционной системы было проведено с использованием комбинации теоретического и экспериментального подходов, в конечном итоге исследователи предложили механизм реакции, в соответствии с которым уксусная кислота является переносчиком водорода между реакционными центрами.

Как отмечает Анаников, уверенность в инертности золота по отношению к химическим трансформациям сыграла злую шутку с металлоорганической химией этого металла – металлоорганическая химия золота стала развиваться позже и развивалась медленнее, чем металлоорганическая химия других монетарных металлов (серебра, никеля или меди). Анаников заявляет, что в настоящее время целью исследования является превращение производных золота в ценный практичный инструмент тонкой органической химии, производительность которого будет сравнима с производительностью катализаторов на основе других переходных металлов.

Источник: Organometallics, 2015; DOI: 10.1021/acs.organomet.5b00210

метки статьи: #квантовая химия, #кинетика и катализ, #органическая химия, #элементоорганическая химия