Красный свет против сульфидов: российские химики создали новый фотостабильный катализатор

Ученые Института физической химии и электрохимии РАН впервые продемонстрировали, что гибридные фталоцианинатоклатрохелаты могут эффективно работать в фотокатализе окисления сульфидов – важной реакции органического синтеза.

Команда ИФХЭ РАН совместно с коллегами из ИНЭОС РАН, ИОНХ РАН и Ивановского государственного химико-технологического университета протестировала новые комплексные соединения металлов с фталоцианинами, модифицированными дополнительными клатрохелатными фрагментами. Эти гибридные комплексы обладают двумя координационными центрами, что позволяет сочетать высокую фотокаталитическую активность и стабильность при освещении.

Главным результатом стало создание катализатора, сочетающего фталоцианинат циркония и клатрохелат никеля. Он показал рекордную фотостабильность: в отличие от исходных фталоцианинатов, разлагающихся за несколько часов, новый гибрид сохранял активность даже после 20 000 каталитических циклов. При этом число молекул катализатора можно было сократить до 5 на 100 000 молекул субстрата без потери эффективности.

В своих недавних работах мы показали, что использование протонных растворителей, например, спирта, благоприятно влияет на фотоокисление сульфидов, увеличивая конверсию. Оптимизировав условия реакции – заменив растворитель и увеличив время реакции – нам удалось сократить количество фотокатализатора до 5 молекул катализатора на 100 000 молекул субстрата. Большинство катализаторов, традиционно используемых для окисления сульфидов, например, таких как флавины, ксантеновые красители, порфиринаты палладия, требуют большего количества фотокатализатора.

• Дарья Поливановская, научный сотрудник ИФХЭ РАН

Сульфоксиды востребованы в фармацевтической химии и синтезе биологически активных веществ. Возможность масштабного фотоокисления таких соединений с использованием низкомощных источников красного или синего света открывает перспективы промышленного применения разработанных катализаторов.

Кроме того, устойчивое поглощение в красной области спектра делает эти соединения потенциальными кандидатами для создания агентов фотодинамической терапии, так как красный свет способен проникать глубже в ткани.

Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда. Результаты опубликованы в журнале Dyes and Pigments.

Источник: Минобрнауки РФ
Фото: ИФХЭ РАН