В августе вышел очередной номер американского научного журнала Journal of Physical Organic Chemistry («Журнал физической и органической химии»). На обложке издательство Wiley разместило анонс статьи ученых лаборатории квантовой химии Иркутского государственного университета «Химия ацетилена в суперосновных средах: теоретическое исследование влияния воды на реакции этинилирования и винилирования в системах KOH/DMSO и NaOH/DMSO».

Химия ацетилена и его производных неразрывно связана с именем академика Алексея Евграфовича Фаворского. Уникальные синтезы с участием ацетилена в присутствии щелочи, проводимые академиком Фаворским в конце XIX – начале XX в.в., требовали высоких давлений и температур. Работы ученых Иркутского института химии им. А.Е. Фаворского СО РАН под руководством выпускника химического факультета ИГУ, академика РАН Бориса Александровича Трофимова в области суперосновных систем позволили значительно смягчить условия протекания таких реакций и стали новым витком в химии ацетилена. Использование суперосновных систем, таких как суспензия гидроксида калия в диметилсульфоксиде, позволяет создать среду с основностью, значительно превышающей основность водных растворов щелочей.

– Одним из самых выдающихся ученых-химиков ХХ века по праву считается Вальтер Реппе. Так вот, для винилирования метанола по Реппе требуется давление ацетилена порядка 20 атмосфер и температуры около 150 градусов. А что такое ацетилен под давлением? Это, во всяком случае, постоянная угроза взрыва! Что сделал академик Трофимов? Он сформулировал концепцию сред с высокой основностью, и это открытие существенно расширило химию ацетилена. То же винилирование метанола, которое по Реппе требует очень жестких условий, в новых, суперосновных, средах идет при 70 градусах и атмосферном давлении (а это, как минимум, дешевле и безопаснее). В подобных средах оказались возможными новые реакции с участием ацетилена и его производных, в том числе совершенно фантастические однореакторные каскадные химические превращения, когда все происходит «в одном сосуде» (one-pot): загружаются реагенты, проходит множество реакционных стадий, а на выходе получается один-единственный необходимый продукт, – говорит доктор химических наук, профессор кафедры физической и коллоидной химии ИГУ Владимир Кобычев.

Так над чем же работают химики-теоретики ИГУ? Об этом рассказала заведующая лабораторией квантовой химии ИГУ, доктор химических наук, профессор Надежда Витковская:

– С помощью компьютерных программ мы моделируем те реакции, которые химики-синтетики проводят в колбе, и стараемся объяснить, каким образом происходят химические превращения на уровне молекул. В этой работе мы представили модель суперосновного каталитического центра, показали научному сообществу – как он устроен и что в нем происходит, продемонстрировали влияние молекулы воды на его структуру и активность в различных реакциях.

Научно-технический прогресс расширил возможности квантовой химии настолько, что сегодня теоретическое моделирование часто оказывается более информативным, быстрым и дешевым, чем сам эксперимент.

Фундаментальные научные исследования по данной тематике сотрудники лаборатории квантовой химии ИГУ ведут уже более 10 лет. С 2006 года по этому направлению в лаборатории защищены одна докторская и три кандидатские диссертации, опубликован ряд научных работ.

Работа «Химия ацетиленов в суперосновных средах: теоретическое исследование влияния воды на реакции этинилирования и винилирования в системах KOH/DMSO и NaOH/DMSO» выполнена коллективом авторов:

– д-р хим. наук, профессор Н.М. Витковская;
– д-р хим. наук, профессор В.Б. Кобычев;
– д-р хим. наук, академик РАН Б.А. Трофимов;
– д-р хим. наук Е.Ю. Ларионова;
– канд. хим. наук В.Б. Орел;
– студент II курса магистратуры химического факультета ИГУ А.С. Бобков.

Справка

Ацетилен – органическое соединение. При нормальных условиях – бесцветный газ. Использование: для газовой сварки и резки металлов; как источник очень яркого, белого света в автономных светильниках; в производстве взрывчатых веществ; для получения уксусной кислоты, этилового спирта, растворителей, пластических масс, каучука, ароматических углеводородов; для получения технического углерода; в атомно-абсорбционной спектрофотометрии при пламенной атомизации; в ракетных двигателях.

Управление информационной политики ИГУ
Телефон: 521-971