Химики получили соединения без растворителей для новых полимеров
Химики разработали способ получать без растворителей соединения, которые можно использовать для создания новых полимерных материалов. Новый метод помогает избежать разрушения веществ, нестабильных в жидкой среде.
Источник: Богдан Карлинский / ТулГУ. Перетирание фуранового производного 2,5-диформилфурана и пропаргиламина с получением нового соединения.
МОСКВА, 2 сентября /Новости науки/. Химики Тульского государственного университета разработали способ получения без растворителей соединений, которые могут использоваться при создании лекарств и прочных полимеров для упаковки и композитных материалов. Такой подход также позволяет избежать разрушения части веществ в жидкой среде, говорится в исследовании, опубликованном в журнале Sustainable Chemistry and Pharmacy.
«Все новое — это хорошо забытое старое. Хотя твердофазный синтез — классический подход в органической химии, который используется не одну сотню лет, сегодня подавляющее большинство реакций проводится именно в растворах, а не напрямую между взаимодействующими веществами. Однако именно твердофазный подход оказался особенно эффективным для синтеза соединений, которые трудно получить традиционными методами. Некоторые из синтезированных фурановых производных нестабильны в растворах и при использовании обычных органических растворителей могут быстро вступать в нежелательные реакции и разлагаться. Проведение реакции без растворителя позволило избежать этой проблемы и эффективно получить целевые соединения», — слова руководителя проекта Богдана Карлинского.
Большинство химических превращений, с помощью которых получают лекарства, полимерные и другие материалы, проводят в растворах. Для этого используют органические растворители, которые помогают компонентам взаимодействовать и позволяют очищать их от примесей. После завершения процесса такие растворители превращаются в отходы, которые могут быть сложными в утилизации и небезопасными для природы и человека. Некоторые соединения к тому же оказываются нестабильными в растворах и начинают разрушаться практически сразу после синтеза.
В качестве исходных соединений исследователи использовали производные фурана — вещества, состоящие из кольца из атомов углерода и кислорода и дополнительных химических групп. Их получают при простой переработке растительных отходов, в том числе кукурузной шелухи, рисовой соломы и древесных щепок.
Химики смешали эти вещества в сухом виде с органическим соединением, содержащим азот, после чего растерли смесь в ступке. За 15 минут обработки 87–99% исходных веществ превратились в новые содержащие азот производные фурана. При реакции практически не образовывалось примесей, поэтому полученные вещества не потребовалось дополнительно очищать.
Некоторые синтезированные соединения нестабильны в растворах и при использовании обычных органических растворителей могут вступать в нежелательные реакции и разлагаться. Проведение реакции без растворителя позволило избежать этой проблемы и получить целевые вещества в стабильном виде.
Полученные производные фурана содержат химические группы, которые позволяют использовать их для синтеза новых полимерных материалов. Поэтому предложенный способ может стать одним из этапов создания материалов на основе возобновляемого растительного сырья.
«Для нас также важно, что этот подход соответствует принципам "зеленой" химии. Мы не просто сокращаем количество растворителя, а полностью исключаем его на стадии синтеза. При этом реакция проходит при комнатной температуре и не требует сложного оборудования. В дальнейшем интересно перейти от лабораторного способа к масштабированию подобных процессов и оценить, для каких классов соединений предложенный метод может стать реальной альтернативой традиционному синтезу в растворах», — приводятся в тексте слова участника проекта Анастасии Голышевой.
«Все новое — это хорошо забытое старое. Хотя твердофазный синтез — классический подход в органической химии, который используется не одну сотню лет, сегодня подавляющее большинство реакций проводится именно в растворах, а не напрямую между взаимодействующими веществами. Однако именно твердофазный подход оказался особенно эффективным для синтеза соединений, которые трудно получить традиционными методами. Некоторые из синтезированных фурановых производных нестабильны в растворах и при использовании обычных органических растворителей могут быстро вступать в нежелательные реакции и разлагаться. Проведение реакции без растворителя позволило избежать этой проблемы и эффективно получить целевые соединения», — слова руководителя проекта Богдана Карлинского.
Большинство химических превращений, с помощью которых получают лекарства, полимерные и другие материалы, проводят в растворах. Для этого используют органические растворители, которые помогают компонентам взаимодействовать и позволяют очищать их от примесей. После завершения процесса такие растворители превращаются в отходы, которые могут быть сложными в утилизации и небезопасными для природы и человека. Некоторые соединения к тому же оказываются нестабильными в растворах и начинают разрушаться практически сразу после синтеза.
В качестве исходных соединений исследователи использовали производные фурана — вещества, состоящие из кольца из атомов углерода и кислорода и дополнительных химических групп. Их получают при простой переработке растительных отходов, в том числе кукурузной шелухи, рисовой соломы и древесных щепок.
Химики смешали эти вещества в сухом виде с органическим соединением, содержащим азот, после чего растерли смесь в ступке. За 15 минут обработки 87–99% исходных веществ превратились в новые содержащие азот производные фурана. При реакции практически не образовывалось примесей, поэтому полученные вещества не потребовалось дополнительно очищать.
Некоторые синтезированные соединения нестабильны в растворах и при использовании обычных органических растворителей могут вступать в нежелательные реакции и разлагаться. Проведение реакции без растворителя позволило избежать этой проблемы и получить целевые вещества в стабильном виде.
Полученные производные фурана содержат химические группы, которые позволяют использовать их для синтеза новых полимерных материалов. Поэтому предложенный способ может стать одним из этапов создания материалов на основе возобновляемого растительного сырья.
«Для нас также важно, что этот подход соответствует принципам "зеленой" химии. Мы не просто сокращаем количество растворителя, а полностью исключаем его на стадии синтеза. При этом реакция проходит при комнатной температуре и не требует сложного оборудования. В дальнейшем интересно перейти от лабораторного способа к масштабированию подобных процессов и оценить, для каких классов соединений предложенный метод может стать реальной альтернативой традиционному синтезу в растворах», — приводятся в тексте слова участника проекта Анастасии Голышевой.
