Международный коллектив ученых открыл новый метод синтеза спиральных молекул гелиценов - уникального класса полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), и определил константы позволяющие проследить временной путь реакции.
Раскрытие детальных механизмов, развернутых во времени, позволит восстановить эволюцию соединений в космосе от простых молекулярных систем до предшественников биомолекул. В ходе теоретических и экспериментальных работ ученых Самарского университета, Гавайского университета, Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли и Международного университета Флориды были изучены новые свойства и механизмы образования гелиценов. Результаты работы изложены в статье "Gas Phase Synthesis of [4]-Helicene", опубликованной в журнале Nature Communications.
Известные до сих пор в научном мире методы синтеза спиральных молекул гелиценов сложны и трудоемки, поскольку включают большое число промежуточных шагов. В процессе синтеза молекулам приходится преодолевать высокие энергетические барьеры активации, что требует значительных энергетических затрат.
"Мы же предложили новый подход к синтезу гелиценов с помощью методов газофазной химии, - говорит один из авторов статьи, научный руководитель мегагранта "Разработка физически обоснованных моделей горения" в Самарском университете, профессор Международного университета Флориды Александр Мебель. - В рамках исследования ученые Самарского университета раскрыли механизм реакции ароматического радикала ‒ фенантренила (C14H9) с молекулой винилацетилена C4H4, ведущей к образованию простейшего гелицена (C18H12). А наши коллеги из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли подтвердили предложенный механизм, проведя сложный лабораторный эксперимент с использованием синхротронного излучения и высокочувствительного масс-спектрометра".
Мегагрант "Разработка физически обоснованных моделей горения" реализуется Самарским университетом в рамках поддержки научных исследований Правительством РФ. Для реализации мегагранта в вузе создана международная научная лаборатория "Физика и химия горения" под руководством профессора Международного университета Флориды Александра Мебеля. Проект направлен на решение злободневной проблемы — предотвращение загрязнения окружающей среды. В рамках мегагранта в Самарском университете создается экспериментальная установка для исследования реакций горения мирового уровня. Результаты исследований, проводимых учеными Самарского университета в тесной кооперации как с международными, так и с российскими научными центрами будут способствовать созданию более экологичных и эффективных камер сгорания газотурбинных двигателей. Предложенный в рамках данного исследования международным коллективом ученых механизм синтеза ПАУ носит универсальный характер и может быть использован для объяснения синтеза гелиценов более высокого порядка в различных газофазных углеводородных средах. А использование особенностей структуры гелиценов позволяет их применять в различных областях - органической и физической химии, материаловедении, нелинейной оптике.
Nature Communications - журнал, публикующий высококачественные исследования из всех областей биологических, медицинских, физических, химических и наук о Земле. По данным Scimago Journal Rank, журнал имеет самый высокий квартиль Q1 по всем научным областям, определяемым в базе: Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, Chemistry, Physics and Astronomy. По данным Journal Citation Reports, в 2017 году импакт-фактор составил 12.353. По уровням цитируемости в базе журнал имеет квартиль Q1 по области Multidisciplinary Sciences.
Читать подробнее: Самарский университет
