Een chemicus van de RUDN University herzag het mechanisme van de Henry-reactie gekatalyseerd door koper(II)-complexen. Dus, met behulp van nieuwe koper(II)-complexen verkregen in hetzelfde laboratorium, hij toonde aan dat water een cruciale rol speelt in de asymmetrische Henry-reactie, direct deelnemen aan de katalytische cyclus van de reactie. Eerder, met deze factor is nooit rekening gehouden, en wetenschappers dachten dat het koper(II)-complex werkt als een klassiek Lewis-zuur.

In feite, het kopercomplex in coördinatie met het watermolecuul activeert het, het in Bronsted-zuur veranderen, en daarom, het water activeert het oorspronkelijke aldehyde. De gegevens die uit het experiment zijn verkregen, stellen onderzoekers in staat het mechanisme van de Henry-reactie te begrijpen en zullen helpen bij het creëren van de belangrijkste klassen van stoffen voor de farmaceutische industrie:α-nitroketonen, ketonen, nitroalkenen en β-aminoalcoholen. De resultaten zijn gepubliceerd in het internationale Amerikaanse tijdschrift Anorganische scheikunde .

De asymmetrische Henry-reactie, waardoor de synthese van waardevolle organische moleculen mogelijk is, werd voor het eerst uitgevoerd door de Japanse chemicus Masakatsu Shibasaki in 1992. Hij was in staat om een ​​reactie met hoge enantioselectiviteit uit te voeren met behulp van katalysatoren op basis van kopercomplexen. Echter, voor dit werk, er waren nog vragen over het mechanisme van deze reactie. Chemicus Vladimir Larionov, een medewerker van de afdeling Anorganische Chemie van de RUDN University, in experimenten met nieuwe koper(II)complexen, toonde aan dat het watermolecuul een cruciale rol speelt in de Henry-reactie en direct betrokken is bij de katalytische cyclus. Eerder, wetenschappers besteedden hier niet veel aandacht aan, maar vermeldde alleen het feit dat de reactiesnelheid met verschillende orden toeneemt met de deelname van water.

Deze complexen kunnen worden gebruikt voor de productie van voorlopers van geneesmiddelen zoals (S)-propranolol (β-blokker), (R)-noradrenaline en (R)-salbutamol (β-receptoragonisten), amprenavir-Vertex 478 (hiv-proteaseremmer) en L-acosamine (klasse van antracycline-antibiotica).

Uit eerdere studies was bekend dat de asymmetrische Henry-reactie beter wordt uitgevoerd in waterige en alcoholische oplosmiddelen. Daarom, de auteurs van de studie testten de reactie in oplosmiddelen (methanol, aldehyde-nitromethaan-water) met twee katalytische systemen:kobalt (III) en koper (II) complexen. In het geval van het kobaltcomplex, het metaalion nam niet deel aan de reactie, en het koperion zou het watermolecuul (of moleculen) kunnen coördineren. De reactie was sneller met het kopercomplex, en chemici verkregen verschillende noodzakelijke soorten chemicaliën (liganden en nitraatalcohol). Kobaltkatalysator functioneerde slechter, vooral bij de productie van nitraatalcohol. Dus, de auteurs besloten zich te concentreren op de koperkatalysator.

Echter, ook het gebruik van een koperkatalysator in methanol zorgde voor problemen. De vorming van genitreerde alcohol van alleen de racemische vorm werd waargenomen tijdens de condensatie. In dit geval, de reactiesnelheid vertraagde niet, en blokkering van het katalytische centrum van het koperion trad niet op. Berekeningen hebben aangetoond dat water een sterke binding vormt tussen het kopercentrum en de carbonylgroep. De reactie was binnen een uur voltooid, en de opbrengst aan genitreerde alcohol bereikte 61%. Tegelijkertijd, genitreerde alcohol werd verdrongen door water en blokkeerde het katalytische centrum van het kopercomplex niet. Dus, in tegenstelling tot eerdere ideeën, er werd aangetoond dat water de katalytische eigenschappen van kopercomplexen verbetert.

Chemici concludeerden dat de effectiviteit van eerder bestudeerde chirale katalysatoren op basis van koper (II) werd onderschat omdat er geen rekening werd gehouden met het water- (of alcohol)gehalte van de reactie en niet werd geëvalueerd. Dit onderzoek zal de weg openen om het Henry-reactiemechanisme te bestuderen en de nieuwe katalytische systemen op basis van kopercomplexen te creëren.