Химики разработали «метод смешивания» для быстрого и безопасного синтеза карборанов

Графическая аннотация. Автор: Journal of the American Chemical Society (2025). DOI: 10.1021/jacs.5c13004

Исследователи из Университета Осаки разработали метод синтеза, который надежно и эффективно внедряет богатые бором карборановые кластеры в ароматические соединения с помощью простого «смешивания и нагревания». Эта инновация устраняет необходимость в сложных, опасных этапах, которые долгое время ограничивали практическое использование химии карборанов.

Статья «Изолированный литий-орто-карборанил-купратный комплекс для синтеза множественно-замещенных карборанами аренов из (гетеро)арилбромидов и хлоридов» опубликована в Journal of the American Chemical Society.

Карбораны — икосаэдрические кластеры, состоящие из атомов бора и углерода, — ценятся за свою исключительную стабильность, уникальную трехмерную ароматичность и способность захватывать нейтроны. Эти свойства делают их чрезвычайно перспективными для бор-нейтронозахватной терапии (БНЗТ), функциональных материалов и дизайна лекарств.

Однако существующие методы присоединения карборанов к ароматическим структурам требовали сложных многоступенчатых реакций в жестких условиях, доступных только высококвалифицированным химикам.

Исследовательская группа под руководством доктора Ёити Хосимото успешно синтезировала стабильный реагент под названием бис(орто-карборанил) купрат лития (Li/Cu-1).

Используя этот реагент, ароматические соединения можно превращать в молекулы, содержащие карборан, просто путем их смешивания и нагревания — процесс, который исследователи называют «dump-and-stir». Этот подход позволяет осуществлять крупномасштабное производство с высоким выходом с использованием недорогих арилбромидов и хлоридов, заменяя ранее необходимые опасные реагенты и операции при низких температурах.

Эта удобная для пользователя, масштабируемая методика знаменует собой крупный шаг на пути к более широкому применению химии карборанов в медицине, материаловедении и устойчивом производстве.

«Наш метод похож на готовые блюда — он обогатил повседневную жизнь — для химиков-синтетиков: вы просто смешиваете, нагреваете, и все готово», — говорит доктор Хосимото, ответственный автор исследования.

«Мы считаем, что этот простой подход позволит многим другим ученым исследовать область химии карборанов. С этим достижением был реализован метод мгновенного синтеза молекул, содержащих карборан, — метод, который может изменить будущее».

Карбораны были открыты еще в 1960-х годах, но их широкому применению долгое время мешала сложность синтеза. Бор-нейтронозахватная терапия, для которой перспективны эти соединения, является экспериментальным методом лечения некоторых видов рака, при котором бор избирательно накапливается в опухолевых клетках и затем облучается нейтронами, вызывая их гибель.

Больше информации: Yusei Hisata et al, An Isolated Lithium ortho-Carboranyl Cuprate Complex for the Synthesis of Multiple-Carborane-Substituted Arenes from (Hetero)Aryl Bromides and Chlorides, Journal of the American Chemical Society (2025). DOI: 10.1021/jacs.5c13004

Источник: University of Osaka