Mançester Universiteti tərəfindən

Swati Mestri tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Kredit: Mançester Universiteti

Kimyaçılar neytral xalkogen-rabitə donorlarının kimyəvi reaksiyalarda asimmetriya yarada biləcəyini və xalkogen-rabitə katalizinin inkişafını məhdudlaşdıran bir problemi həll edə biləcəyini nümayiş etdirdilər.

Mançester Universiteti, Leybnits Kataliz İnstitutu və Münster Universitetinin tədqiqatçıları tərəfindən aparılan tədqiqat Nature Communications jurnalında dərc olunub . Tədqiqatda qeyri-kovalent qarşılıqlı təsirlər vasitəsilə reaksiya nəticələrini idarə etmək üçün xalkogen rabitəsindən istifadə edən tellur əsaslı katalizatorlar ailəsi təsvir olunub.

σ-dəliklər kimi tanınan elektron çatışmazlığı olan bölgələrdən əmələ gələn xalkogen rabitəsi kataliz üçün bir vasitə kimi getdikcə daha çox diqqət cəlb edir. Lakin, bu nisbətən zəif qarşılıqlı təsirləri effektiv asimmetrik katalizə çevirmək, xüsusən də neytral katalizator sistemlərindən istifadə edərkən çətin olduğunu sübut etdi. Bu günə qədər bildirilən ən uğurlu nümunələr substrat bağlanmasını gücləndirmək üçün yüklü katalizatorlara əsaslanırdı.

Zəif qarşılıqlı təsirlər ətrafında dizayn

Bu məhdudiyyəti aradan qaldırmaq üçün tədqiqatçılar hesablama modelləşdirməsindən istifadə edərək reaksiya verən molekulların ətrafında məhdud bir bağlanma mühiti yarada bilən bir sıra kiral tellur-triazol katalizatorları dizayn etdilər. Onlar iki tellur mərkəzinin substratla əməkdaşlıqda qarşılıqlı təsir göstərməsinə imkan verən bidentat bağlanma tənzimləməsini qəbul edə bilən 1,3-diaminosikloheksan onurğasını özündə birləşdirən katalizator müəyyən etdilər.

Eksperimental olaraq sınaqdan keçirildikdə, katalizator xinolinlər və izokinolinlərin benchmark Reissert tipli reaksiyalarında asimmetriya yarada bildi. Ən yaxşı nəticə göstərən nümunələr 89:11-ə qədər enantiomerik nisbətlərə çatdı və bu da neytral xalkogen-rabitə donorlarının kataliz zamanı kiral məlumatı ötürə biləcəyinə dair dəlil təqdim etdi.

“Xalkogen rabitəsi maraqlı bir qarşılıqlı təsirdir, lakin ondan asimmetrik reaksiyaları idarə etmək üçün istifadə etmək o qədər də asan deyil. Hesablama işimiz katalizatorun nə etməli olduğunu anlamağımıza kömək etdi və reaksiya verən molekulların ətrafında düzgün kiral mühit yarada bilən neytral donorların dizaynına rəhbərlik etdi”, – Mançester Universitetinin hesablama və nəzəri kimya üzrə baş müəllimi və müvafiq müəllif Dr. Kristina Trujillo dedi.

Leybnits Kataliz İnstitutunun üzvi kimya üzrə kataliz üzrə professoru və müvafiq müəllif Dr. Olqa Qarsiya Mançeno əlavə edib ki, “Xalkogen rabitəsi kataliz üçün bir vasitə kimi böyük potensiala malikdir, lakin bu nisbətən zəif qarşılıqlı təsirləri etibarlı asimmetrik idarəetməyə çevirmək çətin olub. Bu, yalnız hesablama dizaynı, sintez və eksperimental katalizi bir araya gətirməklə mümkün olub. Tədqiqat göstərir ki, diqqətlə hazırlanmış neytral xalkogen-rabitə donorları sahədəki mühüm məhdudiyyəti aradan qaldıra bilər və gələcəkdə daha selektiv sistemlərə qapı açır.”

Həndəsə həlledici oldu

Komanda bəzi katalizator arxitekturalarının digərlərindən daha yaxşı işləməsinin səbəbini anlamaq üçün hesablama dizaynı, sintez və mexaniki tədqiqatları birləşdirdi. Spektroskopik və hesablama təhlilləri göstərdi ki, ən effektiv katalizator, katalitik kompleksi sabitləşdirməyə kömək edən əlavə hidrogen rabitəsi kontaktları ilə dəstəklənən, bağlı xlorid ionu ilə iki kooperativ xalkogen-rabitə qarşılıqlı təsiri əmələ gətirir.

Alternativ katalizator dizaynları ya effektiv şəkildə bağlana bilmədi, ya da az və ya heç bir enantioselektivlik yaratmadı ki, bu da katalizator həndəsəsinin stereokimyəvi nəticələrin idarə olunmasındakı əhəmiyyətini vurğulayır.

Mançester Universitetində hesablama tədqiqatları aparan Ceyms O’Brayen deyir: “Hesablama təhlili bizə müəyyən katalizator strukturlarının niyə uğurlu, digərlərinin isə uğursuz olduğunu anlamağa imkan verdi. Bu, katalizator həndəsəsindəki incə dəyişikliklərin bağlanma və selektivliyə necə təsir etdiyini və effektiv xalkogen-rabitə katalizi üçün lazım olan xüsusiyyətləri müəyyən etməyə kömək etdiyini ortaya qoydu.”

Təcrübi tədqiqatları aparan Lary Massold deyir: “Sintez edilmiş iki ən perspektivli xalkogen donorundan substratla daha zəif bağlanma, lakin daha direktiv bidentat qarşılıqlı təsirlərə malik katalizator daha yüksək selektivlik və stereo nəzarət göstərdi. Bu tədqiqatla biz sübut etdik ki, zəif qarşılıqlı təsirlərin incə tənzimlənməsi supramolekulyar katalizin bu sahəsində mühüm rol oynayır.”

Seçicilik üçün başlanğıc nöqtəsi

Stereokontrol səviyyələri daha çox müəyyən edilmiş asimmetrik katalizator sinifləri ilə müntəzəm olaraq əldə edilən səviyyələrdən aşağıda qalsa da, iş neytral xalkogen-rabitə katalizi üçün prinsip sübutu təqdim edir və daha selektiv sistemlərin dizaynı üçün bir çərçivə təklif edir.

Müəlliflər deyirlər ki, tədqiqatda müəyyən edilmiş dizayn prinsipləri getdikcə daha mürəkkəb katalitik çevrilmələr üçün zəif qeyri-kovalent qarşılıqlı təsirlərdən istifadə etmək üçün gələcək səylərə istiqamət verə bilər.

Nəşr detalları

Lary Massold və digərləri, Enantioselektiv qeyri-kovalent xalkogen-rabitə katalizi üçün neytral kiral bidentat tellur-triazollar, Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-74139-0

Jurnal məlumatları: Nature Communications 

Mançester Universiteti tərəfindən təmin edilir