15.03.2024 г.
Учёные ИБХФ РАН проанализировали роль водородных связей и супрамолекулярных структур в ферментативном катализе и модельных системах. Водородные связи играют решающую роль во многих ферментативных реакциях. Однако исследователи лишь недавно предприняли попытку использовать роль водородных связей в гомогенных каталитических системах. Одно из новейших направлений исследований связано с попытками управления свойствами катализаторов путем воздействия на «вторую координационную сферу» комплексов металлов.
Супрамолекулярная химия — область исследований, которая получила значительное развитие в последние годы. Разработана концепция исследования межмолекулярных связей, в том числе координационных, галогенных и водородных связей при супрамолекулярной организации на поверхности.
В новой работе был предложен оригинальный подход – использование метода АСМ (атомно-силовой микроскопии) для оценки роли Н-связей и стабильных супрамолекулярных наноструктур на основе каталитически активных гетеролигандных комплексов железа (Fe) или никеля (Ni) в процессах окисления углеводородов молекулярным кислородом. Самоорганизация гетеролигандных комплексов железа или никеля за счет межмолекулярных Н-связей в супрамолекулярные структуры, наблюдаемая методом АСМ, может быть одной из причин стабильности и высокой эффективности катализаторов. Авторы исследования также обсуждают роль водородных связей и супрамолекулярных структур в механизмах реакций окисления, катализируемых гетеролигандными комплексами Ni и Fe, которые являются не только эффективными гомогенными катализаторами, но также структурными и функциональными моделями Ди- и Монооксигеназ.
Работа опубликована в International Journal of Molecular Sciences.
Matienko, L.I.; Mil, E.M.; Albantova, A.A.; Goloshchapov, A.N. The Role H-Bonding and Supramolecular Structures in Homogeneous and Enzymatic Catalysis. Int. J. Mol. Sci. 2023, 24, 16874. DOI: 10.3390/ijms242316874
Рисунок. Предполагаемая структура супрамолекулярного комплекса Ni2(OAc)3(acac)NMP·2H2O («А») (а); 3D АСМ-изображение супрамолекулярных наночастиц на основе Ni2(OAc)3(acac)NMP·2H2O (б), образовавшихся на поверхности модифицированного кремния. 2D АСМ- (в) и 3D (г) изображения стабильных супрамолекулярных структур на основе модельных комплексов {Hem•Tyr•His} (Hem=Hemin, Tyr=L-tyrosine, His=L-histidine). Одна из возможных треугольных структур комплекса {Hem•Tyr•His}, образующихся в результате межмолекулярного взаимодействия за счет Н-связей NH•••O или N•••HO (д). Объединение отдельных треугольников в треугольные структуры (по аналогии с треугольными мотивами Серпинского) (е).
