Обзорная статья ведущего научного сотрудника САЕ «Низкоразмерные гибридные материалы» д.х.н., проф. РАН Константина Брылякова опубликована в журнале Chemical Reviews. Это наиболее влиятельное научное издание в области химии (импакт-фактор 47.928), публикация в нем воспринимаются как признание высокого научного авторитета авторов в изучаемой ими области.
Хиральность (оптическая изомерия) – важнейшее характеристическое свойство живой материи. Биологическая жизнь на Земле построена на основе хирально (оптически) чистых молекул (белков, ДНК, РНК); механизм возникновения хиральной чистоты биомолекул, как и механизм возникновения жизни, пока не установлен.
Тем не менее, современным биохимикам известны молекулярные механизмы, с помощью которых в живой материи синтезируются оптически чистые хиральные биомолекулы (репликация ДНК, репликация РНК, синтез аминокислот и белков и т.д.). Ключевую роль в таком синтезе играют ферменты – природные макромолекулы, способные обеспечивать протекание нужного процесса со стопроцентной селективностью.
Одна из наиболее актуальных и амбициозных областей катализа – асимметрический катализ – ставит своей задачей разработку химических систем, способных селективно создавать хиральные молекулы из молекул, хиральностью не обладающих.
В каком-то смысле химики-каталитики пытаются подражать природе, повторить ее путь, используя вместо природных ферментов синтетические катализаторы (которые могут быть как органическими соединениями, так и комплексами металлов). Такой подход к созданию катализаторов и каталитических систем называют биомиметическим.
Мировое признание пришло к асимметрическому катализу в 2001 году, когда К. Б. Шарплесс, У. Ноулз и Р. Ноёри получили Нобелевскую премию за пионерские работы по каталитическому асимметрическому синтезу. С того времени область асимметрического катализа значительно эволюционировала в количественном, качественном и концептуальном отношении, подверглись пересмотру некоторые целевые ориентиры. Так, современные подходы к разработке любого каталитического процесса требуют, чтобы процесс был как можно более «зеленым», т. е. в конечном итоге создавал как можно меньшее антропогенное давление на окружающую среду. Применительно к реакциям каталитического окисления, рассмотренных в обзорной работе Константина Брылякова, это подразумевает в первую очередь использование экологически безопасных окислителей – кислорода и пероксида водорода, побочным продуктом использования которых является вода.
Обзор Константина Брылякова (K. P. Bryliakov, Catalytic Asymmetric Oxygenations with the Environmentally Benign Oxidants H2O2 and O2. Chem. Rev. 2017, 117, 11406-11459) обобщает информацию о каталитических системах, способных вести различные реакции асимметрического окисления с использованием экологически безопасных («зеленых») окислителей пероксида водорода и дикислорода, начиная с 1970-х годов до настоящего времени, включая собственные разработки автора. Основное внимание уделяется вопросам активности, стереоселективности и производительности металлокомплексных и органокатализаторов; рассмотрены также новые синтетические возможности и ряд особенностей механизма процессов окисления.
Текст статьи (Chem. Rev. 2017, 117, 11406-11459) находится в открытом доступе по ссылке.
