კალიფორნიის ლოს-ანჯელესის უნივერსიტეტის (UCLA) ორგანული ქიმიის მკვლევრებმა ამ დარგში მნიშვნელოვანი აღმოჩენა გააკეთეს. მათ მარტივად ხელმისაწვდომი, იაფი ფოსფორი ისეთ ქიმიურ რეაქციებში გამოიყენეს კატალიზატორად, რომლებსაც, როგორც წესი, იშვიათი მეტალები სჭირდება (მაგალითად, პლატინა).

სავარაუდოდ, ეს მიგნება ძირითადად ფარმაცევტულ ინდუსტრიას გამოადგება: შეიძლება ერთ დღეს ამან გარკვეული მედიკამენტების ფასები შეამციროს.

ნაშრომის ავტორებმა ფოტოკატალიზატორი გამოიყენეს. ეს სინათლისადმი რეაქტიულ მოლეკულას აღწერს. აღმოჩნდა, რომ მას აზოტის შემცველი ნაერთების (რომლებიც წამლებში ხშირად გვხვდება) ნახშირბად-ნახშირბადის ორმაგ ბმაზე მიმაგრება შეუძლია. ამ რეაქციას ჰიდროამინაცია ეწოდება და მის შედეგად უფრო რთული მოლეკულები წარმოიქმნება.

"წამლების აღმოჩენისა და დამზადებისთვის ნახშირბადისა და აზოტის ბმა ერთ-ერთ უმნიშვნელოვანეს ტიპის ბმას წარმოადგენს. აზოტი თითქმის ყველა წამალში გვხვდება, თუმცა სხვა მოლეკულებზე მისი მიმაგრება რთულია, ამიტომ გარდამავალი ლითონების კატალიზატორები გამოვიყენეთ", — განმარტა კვლევის თანაავტორმა, აბიგაილ დოილმა.

გარდამავალი ლითონები მბზინავი ელექტროგამტარი მეტალებია. ასეთებია, მაგალითად, ოქრო, ვერცხლი, სპილენძი, ირიდიუმი, პლატინა და პალადიუმი. შესაბამის პირობებში ისინი სხვა ელემენტებთან მარტივად შედის რეაქციაში. გარდა ამისა, ისინი კარგი კატალიზატორებია, ამიტომ სხვადასხვა ინდუსტრიაში აქტიურად იყენებენ, მაგალითად, მანქანის ძრავების, წამლებისა და ჯინსების წარმოებაში.

მეორე მხრივ, ეს ლითონები საკმაოდ ძვირი ჯდება, ამიტომ ბევრის ინტერესში შედის, ისინი შედარებით ბიუჯეტური ვარიანტებით (მაგალითად, ნიკელითა და რკინით) ჩაანაცვლონ. ისიც განიხილება, რომ კატალიზატორი პერიოდული სისტემის სხვა ბლოკში იპოვონ: რომელიც ფართოდ გავრცელებული იქნება და რეაქციებსაც ეფექტიანად ააჩქარებს.

ფოსფორი მნიშვნელოვანი სასიცოცხლო ელემენტია, ამიტომ მისი შემცველი ნაერთები ბუნებაში ბევრგან გვხვდება. ქიმიკოსებს ამ ნაერთების გამოყენებით უამრავი რეაქცია აქვთ წარმართული, მათ შორის ისეთებიც, რომლებშიც კატალიზატორის როლს ფოსფინი ასრულებს.

ფოსფინი ფოსფორის ატომის შემცველი მოლეკულაა, რომელსაც ნახშირბადის სამი ატომი ებმის. კვლევის ავტორებმა ფოსფორის ახალი რეაქციულობის რეჟიმი აღმოაჩინეს, რომელიც გარდამავალი ლითონებისას (მაგ. პალადიუმისა და ირიდიუმის) ძალიან ჰგავს.

იმის მიუხედავად, რომ ფოსფინი მეტალის კატალიზატორების მსგავსად იქცევა, იგი მაინც ფუნდამენტურად განსხვავებული წესებით მოქმედებს: ფოსფინს თავდაპირველ მდგომარეობაში იმ რეაქციებში შეუძლია მონაწილეობა, რომლებიც როგორც ერთი, ასევე ორი ელექტრონის გადაცემას მოიაზრებს (მეტალის კატალიზატორები, როგორც წესი, მარტო ორ ელექტრონს გადასცემს). სწორედ ამიტომ ჰიდროამინაციის რეაქცია ისე მიმდინარეობს, რომ აზოტის შემცველი შედარებით მრავალფეროვანი ნაერთების გამოყენებაც შესაძლებელი ხდება.

გუნდი იმედოვნებს, რომ რეაქციულობის მხრივ ამ მსგავსებებისა და განსხვავებების აღმოჩენა ახალ სტრატეგიებს დაუდებს საფუძველს, რომელშიც ქიმიური რეაქციების შესაქმნელად ფოსფორზე დაფუძნებულ კატალიზატორებს გამოიყენებენ. როგორც ვახსენეთ, ეს აღმოჩენა ძირითადად წამლების დამზადებაში შეიძლება გამოგვადგეს, თუმცა მიგნების საკმარისად განვითარების შემთხვევაში, სარგებელი ავტოინდუსტრიამაც შეიძლება ნახოს.

კვლევა გამოცემაში Nature გამოქვეყნდა.