Наука и жизнь

07.11.2025

Директор Института металлоорганической химии им. Г.А. Разуваева РАН академик Игорь Леонидович Федюшкин прокомментировал Нобелевскую премию по химии для журнала Наука и жизнь.

“Металл-органические каркасы – это супрамолекулярные образования. В них каждый молекулярный фрагмент связан с соседними, давая двух- и трёхмерные структуры, размер которых ограничен размерами кристалла, который они образуют. Есть выражение: «Природа не терпит пустоты» – это не про металл-органические каркасы. Как раз наоборот, из-за структурных факторов в таких системах возникают пустоты и полости. Это и обуславливает большие перспективы применения таких соединений, например, для разделения близких по объему и геометрии молекул, вроде бензола и циклогексана. Выдающиеся работы в этой области выполнены под руководством академика Владимира Петровича Федина в новосибирском Академгородке.

В Институте металлоорганической химии в Нижнем Новгороде тоже исследуются металл-органические каркасы. Так, несколько лет назад была решена проблема их контролируемой сборки. Образующиеся трёхмерные структуры, как правило, нерастворимы и не могут быть обратно «разобраны на молекулы», что иногда требуется и происходит, например, во время перекристаллизации с целью очистки от примесей или получения более крупных кристаллов. Супрамолекулярная сборка в наших системах контролируется переносом электрона между двумя разными реагентами. Когда электрон переносится с молекулы донора на молекулу акцептора получаются другие по свойствам молекулы, которые и собираются в бесконечные одно- или двумерные сетки. Они, как и все МОК нерастворимы. Однако можно подобрать растворитель, в котором полученные каркасы немного растворимы. При их растворении и сольватации происходит обратный перенос электрона и образуются исходные реагенты.

В работах академика Владимира Петровича Федина получены фундаментальные результаты, имеющие перспективы широкого практического применения. Например, полученные в его группе МОК способны эффективно разделять смесь этан/этилен, последний производится в промышленности в огромном количестве и его очистка от примеси этана важная прикладная задача. При этом можно разделять и, как кажется, неразделяемые смеси, например, лёгких углеводородов: метана, этана и пропана, в чём также нуждается нефте- и газодобывающая промышленность. На основе МОК академиком Фединым созданы протон-проводящие материалы, которые могут найти применение при создании химических источников тока. Большие перспективы имеют МОК для применения в катализе реакций органического синтеза, в качестве резервуаров для хранения газов, например, СО₂, а также в качестве сенсоров и даже элементов защиты от подделок.”