
Испанско-австралийская группа химиков впервые продемонстрировала катализ химической реакции с помощью внешнего электростатического поля. Наблюдать новый тип катализа удалось на примере реакции Дильса-Альдера между двумя незаряженными молекулами. Основным инструментом для наблюдения стал сканирующий туннельный микроскоп, на игле которого был размещен один из реагентов. Исследование опубликовано в журнале Nature, кратко с ним можно ознакомиться в редакционной колонке.Все химические превращения можно рассматривать как перегруппировку и перенос электроном в системе из нескольких атомов. Согласно такой интерпретации, можно ожидать, что воздействие внешних электрических полей на реакции может приводить к каким-либо изменениям в их протекании за счет воздействия полей на электроны. Однако на практике такие явления не наблюдаются из-за высокой степени изолированности молекул внутри реакционных смесей от внешних полей окружающими электрическими диполями. Вместе с тем, теоретические предсказания указывают на то, что электростатический катализ возможен, однако требует некоторых специальных условий, одно из главных — незатухание поля из-за окружающих частиц. Кроме того, этот тип катализа — направленный эффект, иными словами, и поле и взаимодействующие частицы должны быть ориентированы особым образом. Авторы новой работы нашли способ воплотить такие условия в эксперименте.В качестве «подопытной» химики выбрали реакцию Дильса-Альдера. Она заключается в синхронной реорганизации электронной системы двух молекул — алкена и диена, приводящей к образованию циклического продукта присоединения.Согласно одной из ранних теоретических работ, на эту реакцию также можно влиять с помощью электрического поля, причем, в зависимости от направления его линий, она либо ускоряется, либо подавляется.
