Синтез без вреда

Ученые Тульского государственного университета нашли способ получать ценные химические соединения без использования органических растворителей, что сделает синтез дешевле, безопаснее и экологичнее.

Большинство современных процессов органического синтеза невозможно представить без растворителей. Они нужны для проведения реакций, выделения и очистки продуктов, но после завершения процесса превращаются в отходы. Их производство, регенерация и утилизация требуют дополнительных энергетических и материальных затрат. Поэтому одним из направлений развития зеленой химии является создание процессов, позволяющих уменьшить использование органических растворителей или полностью отказаться от них.

Исследователи из ТулГУ показали, что конденсация фурановых альдегидов с аминами может протекать без растворителя – достаточно интенсивно перемешивать и растирать исходные вещества при комнатной температуре. Реакция занимает всего 15 минут, а выход целевых продуктов достигает 87-99 процентов. Дополнительная сложная очистка при этом не требуется.

Работа выполнена в лаборатории химической конверсии возобновляемой биомассы и органического синтеза научно-исследовательского центра «БиоХимТех» ТулГУ под руководством заведующего лабораторией, кандидата химических наук Богдана Яновича Карлинского. Авторами исследования стали аспиранты Анастасия Голышева, Денис Колыхалов, Дмитрий Гуров, магистрант Анастасия Ездакова.

- Одной из основных проблем, с которой мы столкнулись, стала нестабильность некоторых получаемых фурановых соединений в растворах, - рассказал Богдан Карлинский. – При попытке использовать классические подходы целевые продукты могли быстро подвергаться дальнейшим превращениям и осмолению. В результате решение оказалось достаточно простым – исключить растворитель и проводить реакцию при интенсивном механическом перемешивании исходных компонентов.

Разработанный подход оказался особенно эффективным для соединений, которые трудно или невозможно получить традиционными методами. Проведение реакции без растворителя позволило избежать проблем и получить целевые соединения с высоким выходом.

Для синтеза не требуется нагревание, охлаждение, облучение или сложное дорогостоящее оборудование. В лабораторных условиях реакции успешно протекали даже при ручном растирании реагентов в ступке. Экологическую эффективность исследователи оценили с помощью показателей «Green Metrics» – системы количественных критериев, используемых в зеленой химии. Расчеты показали, что отсутствие растворителей позволяет приблизить ряд показателей эффективности использования исходных веществ к оптимальным значениям и существенно уменьшить образование отходов.

Работа по проекту продолжается. Ученые рассчитывают перейти от лабораторного способа к масштабированию подобных процессов и оценить, для каких классов соединений механохимический подход может стать реальной альтернативой традиционному синтезу в растворах.

Результаты исследования опубликованы в 2026 году в международном научном журнале Sustainable Chemistry and Pharmacy. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда и правительства Тульской области.

Дмитрий Литвинов

Фото из личного архива