Химики из России "научили" катализатор нарушать закон химической симметрии
Российские ученые создали новый тип катализаторов, позволяющих производить молекулы противогрибковых препаратов, закрученные только "влево" или "вправо", благодаря их необычной асимметричной структуре. "Рецепт" по их производству был опубликован в журнале Angewandte Chemie.
"Катализатор сначала располагает вокруг себя молекулы исходных реагентов А и Б, а затем они взаимодействуют друг с другом и образуется продукт А-Б. Если катализатор симметричный, то могут возникать варианты АБ и БА. Если же он несимметричен, то "правый" катализатор дает правую форму продукта, а "левый" - левую", - объясняет Дмитрий Перекалин из Института элементоорганических соединений РАН в Москве, чьи слова приводит пресс-служба РНФ.
Одной из главных тайн происхождения жизни на Земле является то, почему все существующие сегодня живые существа являются своеобразными химическими "левшами". Это проявляется в том, что клетки используют исключительно те аминокислоты, которые закручены влево, при синтезе молекул белков и других компонентов клетки. С сахарами ситуация обратная - жизнь использует только "правые" углеводы, закрученные в обратную сторону.
По этой причине многие вещества, в том числе природные сигнальные молекулы и синтетические лекарства, к примеру, гормон дофамин и препарат варфарин, могут действовать на организм совершенно по-разному в их "правой" и "левой" форме. Подобные различия сильно усложняют жизнь ученым и медикам, так как почти все методики синтеза их молекул производят равное количество "левых" и "правых" молекул.
По этой причине биологи и химики ищут сейчас новые версии катализаторов, которые позволяли бы производить только один тип подобных молекул. К примеру, в этом году химики из МГУ создали катализатор, позволяющий производить более эффективную и безопасную версию варфарина без примесей других вариаций этой молекулы.
Перекалин и его коллеги открыли еще один класс катализаторов, способных производить молекулы только одной ориентации, экспериментируя с соединениями родия и сложных ароматических органических молекул, открытые относительно недавно.
Эти вещества, как тогда обнаружили ученые, могут ускорять процесс производства различных фунгицидов и противогрибковых препаратов, однако они или собирали их в виде смеси "левых" и "правых" молекул, или же использовались в комбинации с белками и другими дорогостоящими добавками для получения только одной из версий лекарств.
Российские химики нашли более дешевое решение для этой проблемы, модифицировав те цепочки углеводородов, которые окружают атом родия в катализаторе, таким образом, что его молекула стала несимметричной. Благодаря этому возникло две версии катализатора - "левая" и "правая", ускоряющие синтез только одного типа молекул лекарств.
Как отмечают ученые, их версия этих молекул дешевле, чем аналогичные вещества, которые были созданы зарубежными химиками в прошлые годы, что поможет им быстрее проникнуть на рынок и в лаборатории других химиков.
По словам авторов работы, разработанный катализатор поможет синтезировать новые противогрибковые препараты, которые необходимы для ведения эффективного сельского хозяйства, для защиты семян и растений.
