Оксид-амины — это вещества, с которыми мы часто сталкиваемся в повседневной жизни. Они используются при производстве различных товаров, таких как шампуни, кондиционеры и бытовые чистящие средства.

Ежегодно в мире производят более 50 тысяч тонн N-оксидов — различных оксидов аминов. Производство растёт, так как появляются новые области применения этих веществ.

В последние годы N-оксиды всё чаще используют в нефтедобыче и текстильной промышленности вместо экологически вредных химикатов на основе хлора. Заметный рост использования оксидов сформировался в фармацевтике. Пиридин-N-оксид нужен для создания лекарств, включая препараты от рака и антимикробные средства. Также его испытывают как компонент электронных устройств нового поколения.

Оксиды аминов широко применяются, но на мировом рынке доминируют всего несколько компаний из США, Канады, Германии и Японии. У них есть патенты на методы синтеза этого класса веществ. И потому для импортозавещения нужны собственные, инновационые методы производства.

В журнале Chemical Science опубликована статья учёных из России и Китая. Она называется «Реакции окисления ароматических аминов без катализатора с использованием катион-радикалов воды». В статье описана новая технология синтеза N-оксидов.

Российско-китайский метод использует простое устройство для получения микрокапель воды. Это позволяет производить нужные N-оксиды внутри капель. Новая технология не требует катализаторов или химических окислителей, таких как перекись водорода. Постоянный поток микроскопических капель воды даёт впечатляющий выход конечного продукта — 80–90%.

Чтобы убедиться в надёжности результатов, учёные и инженеры построили две независимые экспериментальные установки, которые расположили в разных вузах.

В проекте участвовали два российских исследователя:

• Роман Балабин — химик-технолог, профессор Восточно-Китайского технологического университета. Защитил диссертацию в РГУ нефти и газа. В студенческие годы был стипендиатом Правительства РФ и компании «Итера». Призёр международных соревнований по расчётной химии „HyDRA Challenge“ (2023) и „euroSAMPL“ (2024).
• Константин Чингин — физик, профессор фармацевтического факультета Цзянсийского университета ТКМ. Окончил МФТИ в 2006 году. В конце 2018 года получил от правительства КНР медаль Ордена Дружбы за вклад в экономическое развитие Китая.

Ведущий автор статьи, профессор Хуанвэн Чен, тесно связан с Россией. Он — соучредитель российского филиала китайского научно-исследовательского центра, который внедряет новые аналитические методы в медицину.

Проект международной группы учёных поддержали Государственный и провинциальный фонды Китая. В рамках программы по поддержке молодых талантов профинансированы химические расчёты россиян.

В конце марта 2023 года Владимир Путин и Си Цзиньпин подписали совместное заявление о планах внедрять результаты научно-технических разработок и вести совместные прорывные исследования в передовых областях науки и техники. Это упростило работу китайских и российских исследователей, включая авторов новой статьи.

Наши с коллегами усилия направлены на внедрение инноваций в химическую промышленность и исключение политизации международного научного сотрудничества. Наша статья доступна под свободной лицензией, с ней может ознакомиться любой желающий с доступом в интернет, – сказал профессор Балабин.

Создатели проекта начали процесс патентования новой технологии и планируют привлечь к работе индийских исследователей и коллег из стран СНГ. Учитывая размер химической промышленности Индии, страна является одним из крупнейших экспортеров фармацевтической продукции.

Двое участников проекта уже имеют опыт внедрения своих научных достижений.

Профессор Чен основал компанию в Китае, которая производит аналитическое оборудование. А профессор Балабин в 2012 году основал компанию «Brainware Analytics» в Швейцарии.

В этом году группа планирует построить крупный химический реактор, который будет производить оксиды аминов в больших количествах.