Химики обнаружили новый фактор, который влияет на растворимость металлорганических соединений. Открытие позволит создавать новые лекарства, а также компоненты микроэлектроники и светоизлучающих устройств. Результаты исследования, поддержанного Российским фондом фундаментальных исследований (РФФИ), опубликованы в журнале Angewandte Chemie.

Растворимость — это способность одного вещества смешиваться с другим, образуя однородные системы (растворы). Большинство химических реакций протекают в растворах, в них же в подавляющем большинстве случаев изучают структуру веществ. Именно поэтому растворитель должен не только хорошо растворять вещества, но и не вступать с ними в реакцию. Особенно эта проблема актуальна для металлорганических соединений, которые очень легко вступают в разнообразные химические превращения.

Вместе с тем металлорганические соединения применяют во многих областях, в том числе в фармацевтике. Они проявляют разнообразные типы биологической активности, поэтому сами могут входить в состав лекарств, а также быть катализаторами многих химических реакций.

Традиционно работа с малорастворимыми соединениями сводится к увеличению объема растворителя. В итоге в разы увеличивается стоимость продукта. Ученые из СПбГУ и Ливерпульского университета предположили, что один из подходов к увеличению растворимости может быть связан с применением специальных добавок — соединений, которые образуют множественные специфичные слабые контакты с растворяемым соединением, помогая ему переходить в раствор.

«Исследуя растворимость соединений платиновых металлов, мы обнаружили, что при замене в структуре растворителя — дихлорметана — атомов хлора на атомы йода наблюдается резкое увеличение растворимости. Мы установили, что в этом случае ключевым фактором, увеличивающим растворимость, является специфическое слабое взаимодействие между растворителем и соединением — галогенная связь», — рассказал первый автор работы, доцент СПбГУ Михаил Кинжалов.

Природа галогенной связи была установлена около 20 лет назад, но ее влияние на растворимость веществ химики не изучали. В результате серии экспериментов ученые обнаружили, что дийодметан отлично растворяет многие классы металлорганических соединений с разным строением. Дийодметан химически инертен к металлорганическим соединениям, и при его использовании наблюдается увеличение растворимости в 2–15 раз по сравнению с традиционными растворителями — трихлорметаном (хлороформ) и дихлорметаном.

Результаты исследования помогут химикам оптимизировать условия синтезов, а также упростят исследования веществ с целью понимания их структуры. В перспективе открытие увеличит арсенал металлорганических соединений, которые могут быть использованы в фармацевтике, электронике и прикладной химии.