Složité větvení chemických reakcí lze předpovídat

Vědět, k jakým produktům povede určitá chemická reakce, má zásadní význam pro návrh ekologicky přijatelného postupu v chemické syntéze. Vědci z Ústavu fyzikální chemie
J. Heyrovského AV ČR formulovali novou teorii umožňující rozvětvené chemické reakce předpovídat. Vyvinuli také metodu, jak syntézu prvků nasměrovat k co nejefektivnějšímu, i pro životní prostředí šetrnému výsledku. O práci českých vědců informoval odborný časopis Chemical Science.

Složitá síť chemických přeměn je všudypřítomným hnacím motorem dějů v přírodě i uvnitř lidského těla. Klíčovou roli v tom, zda a jak se chemická reakce bude odehrávat, hraje tzv. energetická bariéra, která zabezpečuje i to, aby nevznikl nežádoucí vedlejší produkt. Někdy příroda tuto energetickou bariéru sníží a danou reakci zvýhodní před ostatními.

Se vzrůstajícím počtem chemických reakcí, které vědci objasnili, je ale zřejmé, že tato kontrola nezabrání následným rozvětveným reakcím, které mohou nakonec vést k různým produktům, včetně nežádoucích a škodlivých.

Tým Martina Srnce z oddělení výpočetní chemie Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského
AV ČR nyní přišel s novou teorií. Poskytuje přesnou a spolehlivou předpověď, kterého z možných produktů rozvětvené reakce vznikne více a s jakým přebytkem a jak případně nasměrovat takovou reakci k produktu, jenž je žádoucí.

„Spolu s teorií jsme vyvinuli také metodu levného výpočtu a jednoduché analýzy distribuce kinetické energie reakčního systému na vrcholu energetické bariéry, přičemž procento úspěšnosti předpovědi je srovnatelné nebo vyšší než u mnohem výpočetně náročnějších metod,“ říká Martin Srnec.

Nová teorie a metoda je důležitá pro výzkum v organické a biosyntetické chemii, zejména proto, že nové poznatky umožní vývoj produktů šetrnějších k životnímu prostředí.

Odkaz na publikaci:
https://doi.org/10.1039/D1SC02826J

Více informací:

RNDr. Martin Srnec, Ph.D.
oddělení výpočetní chemie Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR
martin.srnec@jh-inst.cas.cz

Mauricio Maldonado-Domínguez, Ph.D.
mauricio.maldonado@jh-inst.cas.cz

TZ ke stažení zde

Více o práci týmu Martina Srnce také v článku zde.

Přečtěte si také

• Neplodnost kříženců myší má více genetických příčin
• Vědci našli dosud nepopsané houby žijící v symbióze s unikátním druhem brouka
• Věda, ochrana přírody a spolupráce: české aktivity v západní Ugandě
• Nový mikroskop v Brně přibližuje svět na úroveň jednotlivých atomů
• Lipenští candáti dostanou hnízda z kominických štětek, odborníci sledují jejich tření 
• Talent ve školách: co pomáhá nadaným žákům
• Zemědělci musejí vnímat globální dopady změny klimatu, zjistili vědci
• Oteplování mění ekosystémy: horské vrcholy až pětkrát rychleji než lesy a louky
• Střevní mikrobiom miluje vlákninu. Potvrdily to i tasemnice
• Čeští vědci ověřili přesnost sledování blesků z družic Meteosat