Российским исследователям удалось синтезировать и детально изучить новое комплексное соединение — тетраарилпорфиринат индия (III). В Минобрнауки РФ уточнили, что этот новый фотокатализатор показал отличные результаты в селективном окислении сульфидов до сульфоксидов, что является важной задачей для современной органической химии.
Сульфоксиды представляют собой ценные соединения, широко применяемые в фармацевтике для создания лекарственных средств, в нефтехимической промышленности, а также в процессах выделения благородных металлов. Традиционные методы их синтеза часто сопряжены с использованием агрессивных окислителей, образованием побочных продуктов и негативным воздействием на окружающую среду, что заставляет научное сообщество искать более чистые и эффективные альтернативы. Результаты исследования подробно описаны в журнале Macroheterocycles.
Разработка ученых лаборатории новых физико-химических проблем ИФХЭ РАН относится к области фотокатализа — одного из наиболее перспективных «зеленых» направлений. В этом процессе ключевую роль играет фотосенсибилизатор, который поглощает свет и активирует молекулярный кислород, превращая его в активную форму. Эта активная форма уже мягко и избирательно окисляет исходное вещество до целевого продукта. Главными преимуществами такого подхода являются использование доступного кислорода воздуха вместо дорогих и токсичных реагентов, а также высокая селективность, минимизирующая образование нежелательных примесей. Новый порфиринат индия (III) блестяще справляется с ролью такого сенсибилизатора.
Как отметила одна из авторов работы, студентка РТУ МИРЭА Виктория Олейникова, комплексные соединения индия на основе порфиринов известны своим потенциалом в качестве стабильных и активных фотокатализаторов. Синтезированное соединение полностью подтвердило эти ожидания. В ходе экспериментов выяснилось, что под действием синего света катализатор демонстрирует максимальную активность. Для полного превращения модельного субстрата, дибутилсульфида, в сульфоксид потребовалось всего 0,05 мол.% катализатора и полтора часа облучения. При этом само каталитическое вещество проявило впечатляющую устойчивость к разрушению под действием света — за время реакции разложилось менее 1% его начального количества. Такая фотостабильность наравне с высокой активностью делает материал крайне перспективным для практического применения.
Синтез соединения был выполнен в несколько стадий, причем на заключительном этапе исследователям, включая магистранта Тимура Хомякова, удалось оптимизировать условия, что позволило провести реакцию быстрее, чище и упростить выделение целевого продукта.
По словам руководителя проекта, кандидата химических наук Дарьи Поливановской, коллектив продолжает работу в области создания высокоэффективных фотокатализаторов на основе порфиринов. В планах ученых — расширить сферу применения этих соединений, испытав их в реакциях окисления бензиламинов, гидроксиароматических соединений и других субстратов. Исследования были поддержаны грантом Российского научного фонда.
Ранее Наука Mail рассказывала, что физики усовершенствовали наночастицы для экологии и биомедицины.
