Молекулярное распознавание ускорилось под действием электронов
Химики из Австралии, Китая и США научились ускорять реакции молекулярного распознавания с помощью доноров электронов. Им удалось провести межмолекулярный процесс, кинетически запрещенный при нормальных условиях, используя в качестве катализатора кобальтоцен. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Молекулярное распознавание — особый вид межмолекулярных реакций, при котором молекулы связываются благодаря нековалентным взаимодействиям: например, стэкингу, водородным связям или Ван-дер-Ваальсовым силам. Такие процессы трудно поддаются катализу, и сегодня существует лишь несколько каталитических реакций молекулярного распознавания. Для каждой из них ученые разрабатывали подходящий катализатор, но общих методов ускорения таких процессов химики пока не нашли.
Фрейзер Стоддарт (J. Fraser Stoddart) из Северо-Западного университета с коллегами предположил, что некоторые процессы молекулярного распознавания можно катализировать обычными электронами. Для проверки гипотезы ученые выбрали модельную реакцию, в которой циклическое производное с двумя бипиридиновыми фрагментами (хозяин) надевается на длинную органическую молекулу с одним пиридиновым и одним бипиридиновым фрагментом (гость) с образованием четырехзарядного продукта. Химики считали, что при восстановлении электроном любого из дважды положительно заряженных реагентов, их кулоновское отталкивание уменьшится, и реакция будет протекать быстрее. При этом восстановленный продукт будет отдавать лишний электрон обратно реагенту, завершая каталитический цикл.