Сила и мягкость в одном флаконе

Наука и технологии
Москва, 22.11.2004
«Эксперт» №44 (444)

Группа американских химиков из Калифорнийского университета Риверсайда и присоединившийся к ним российский специалист Евгений Стоянов из Института катализа СО РАН им. Борескова (Новосибирск) синтезировали новую сверхсильную кислоту, по целому ряду свойств ей нет аналогов.

Упрощенная формула этой кислоты (точнее, нового класса кислотных смесей) - H(CHB11Cl11). По словам одного из руководителей исследований профессора Кристофера Рида, она более чем в миллион раз сильнее концентрированной серной кислоты. Новые кислоты получили название карборановых - от комбинации двух важнейших составляющих этих кислот: углерода (carbon) и бора (boron). Как ни парадоксально, карбораны мало того что самые мощные кислоты, но еще и практически нетоксичные и неедкие. Последнее их свойство ярко демонстрируется тем, что их можно долго хранить в обычной стеклянной посуде.

Столь странное сочетание "в одном флаконе" карборанов силы и мягкости во многом объясняется их исключительной химической структурой. В карборановом основании сложных молекул этих кислотных смесей лежит "сцепка" из 11 атомов бора и одного атома углерода, по своему внешнему виду напоминающая икосаэдр (двадцатигранник). Такая хитрая бор-углеродная группировка считается одной из самых химически стабильных атомных конструкций, что и обеспечивает низкую агрессивность производных кислотных смесей.

Что же до силы карборановых кислот, то здесь стоит разобраться с научной терминологией. Дело в том, что, согласно классическому пониманию, кислота - это вещество-донор, отщепляющее при диссоциации протоны (положительные ионы водорода). Протоны, жертвуемые кислотами, играют роль катализаторов, значительно облегчающих и ускоряющих различные химические реакции. Соответственно, в химии "сила" кислоты определяется тем, насколько эффективно она отдает свои протоны другим молекулам-реагентам (акцепторам).

До сих пор самыми сильными из полученных наукой кислотных смесей считаются концентрированные растворы пентафторида сурьмы (SbF5) в фтористоводородной кислоте (HF). В свою очередь, абсолютным рекордсменом в классе "чистых" кислот была трифторметансульфокислота (HSO3F).

По "мягкости" с карборановыми суперкислотами могли бы конкурировать смеси HSO3F-SbF5, за которыми утвердилось название магических кислот, но они в высшей степени высококоррозийны. Именно уникальная мягкость делает перспективы применения карборановых суперкислот в различных промышленных технологиях весьма радужными: новая бурно развивающаяся область - суперкислотная химия - постоянно требует притока "свежей крови". Особый интерес, по мнению специалистов, представляет использование карборанов в процессе углеводородного крекинга (промышленное разделение нефти на фракции) и в фармацевтической отрасли.

Новости партнеров

«Эксперт»
№44 (444) 22 ноября 2004
Реформа образования
Содержание:
Третья огибающая

Новое российское образование будет либеральнее и рыночнее прежнего. Сохранит ли оно при этом свою глубину и интеллектуальность - такой вопрос мало кто сегодня себе задает

Наука и технологии
Реклама