Электрохимический синтез диаминов

А.И. Курамшин

Вицинальные диамины — такие, у которых аминогруппы –NH2связаны с соседними атомами углерода, — обычно получают с применением сильных окислителей, а в результате их превращения образуются токсичные для человека и опасные для окружающей среды продукты. Однако такие диамины очень нужны, поскольку из них получают фармакологически активные соединения. Исследователи предлагают новый более безопасный протокол синтеза — с применением металлокомплексного катализа и электрического тока («Science», 2017, 357, 6351, 575—579, doi: 10.1126/science.aan6206).



pic_2017_10_20-2.jpg

Новый электрокаталитический способ синтеза вицинальных диаминов успешно проверили на 53 примерах


По новой схеме в качестве исходных веществ используются доступные алкены и азид натрия, реакцию катализирует комплекс магния в простой электрохимической ячейке, содержащей графитовый анод и катод из платины. Хотя оборудование для электрохимического синтеза непохоже на стандартное оснащение лабораторий органического синтеза, в последнее время химики-органики все больше интересуются подобными подходами. В первую очередь из-за того, что изменение напряжения в ходе электросинтеза позволяет проводить «тонкую настройку» химических реакций и получать тот или иной целевой продукт.

Хитрость в том, что каждая функциональная группа сложного органического соединения характеризуется своим собственным значением потенциала окисления, поэтому, изменяя приложенное к реагенту напряжение, можно заставить реагировать строго определенный фрагмент молекулы, тогда как другие функциональные группы останутся инертными. В классическом органическом синтезе той же цели достигают с помощью защитных групп, но это увеличивает число стадий синтеза и понижает выход продукта.

В новой реакции электрохимического диазидирования можно использовать самые разные исходные вещества с кратными связями, многие из которых совершенно не подходят для синтеза диазидов с помощью традиционных методов химического синтеза. Например, олефины, содержащие группы, чувствительные к реакциям окисления или нуклеофильного замещения, а также молекулы, кратная связь которых труднодоступна из-за объемных заместителей (тетразамещенные олефины).

Авторы нового способа синтеза также доказали, что ключевой его этап — образование легко окисляющегося марганец-азидного комплекса. Они предполагают, что именно он переносит азидный фрагмент, облегчающий образование 1,2-диазида. Исследователи планируют начать переговоры с представителями химической промышленности и проверить, возможно ли масштабирование нового метода синтеза до производственных мощностей.

Разные разности
Игры делают нас людьми
Игры — важнейший инструмент становления человека. А какие игры — старомодные или современные цифровые — наиболее благотворно влияют на детей? Ученые психологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова решили поискать ответ на эт...
Пишут, что...
…помидоры и томатный сок могут избавлять от кишечных бактерий, таких как сальмонелла… …прогулка на природе улучшает процессы исполнительного контроля в мозге помимо преимуществ, связанных с физическими упражнениями… …женский половой гормон эстра...
Пингвины во сне
Все мы знаем, как важен сон. В этом смысле очень тяжело молодым мамам. Первый месяц-два, когда детеныша надо кормить каждые три часа, о ночном сне можно забыть. И это тяжело, женщины знают. А как животные с этим справляются? Например — птицы? Би...
Долгожители обязаны вирусам
Почему при прочих равных условиях одни доживают до ста лет, а другие — нет? Исследователи из Копенгагенского университета решили поискать ответ на этот вопрос в кишечнике долгожителей, а точнее — в том гигантском сообществе бактерий, которы...