Ученые впервые превратили метан в биоактивные соединения

Исследователи из Центра биологической химии и молекулярных материалов (CiQUS) Университета Сантьяго-де-Компостела разработали прорывной метод преобразования метана и других компонентов природного газа в ценные химические соединения. Работа опубликована в журнале Science Advances.

Впервые команде под руководством Мартина Фаньянаса удалось синтезировать биоактивное соединение диместрол — нестероидный эстроген, используемый в гормональной терапии, — непосредственно из метана. Это демонстрирует потенциал методики для создания сложных молекул из простого и дешевого сырья.

Укрощение свободных радикалов

Ключевым элементом стратегии стала реакция аллилирования, которая присоединяет к молекуле газа химическую «ручку» — аллильную группу. Это позволяет создавать различные конечные продукты — от фармацевтических субстанций до промышленных химикатов.

Главной проблемой была склонность каталитической системы производить нежелательные хлорированные побочные продукты. Команда разработала специальный супрамолекулярный катализатор на основе тетрахлорферрата аниона, стабилизированного катионами колидиния.

«Образование сложной сети водородных связей вокруг атома железа поддерживает необходимую фотокаталитическую активность для активации алкана, одновременно подавляя конкурирующие реакции хлорирования», — объясняет профессор Фаньянас.

Метод отличается экологичностью: использует железо — дешевый и малотоксичный металл вместо драгоценных металлов, работает при мягких температурах и давлении с использованием светодиодного освещения.

Перспективы для промышленности

Способность преобразовывать природный газ в химические промежуточные продукты открывает новые возможности для промышленности, закладывая основу для замены нефтехимических источников более устойчивыми альтернативами.

В дополнительном исследовании, опубликованном в Cell Reports Physical Science, та же команда представила метод прямого связывания этих газов с хлорангидридами кислот для получения промышленно значимых кетонов за один шаг.