En RUDN-kemist har erhållit en ny förening - en hantelformad fosfatbryggad molybdenkluster. Klustret påskyndar reaktionen av bildningen av sulfider från oxider och kan användas i farmaceutisk och kosmetisk tillverkning. Artikeln publicerades i Oorganisk kemi .

Reduktionsreaktionen av organiska sulfider från oxider, eller deoxygenering av sulfoxider, är en enkel direkt process för att avlägsna syre från en organisk oxid för att erhålla sulfid. Denna reaktion är viktig eftersom den sker i biologiska processer och i syntesen av många organiska föreningar. Organiska sulfider finns i de flesta antibiotika, läkemedel och biologiska föreningar. Sulfider är viktiga mellanprodukter i organisk syntes och är viktiga komponenter i många finkemikalier som parfymer och kosmetika. Livsformer använder enzymet med ett molybdeninnehållande kluster för att påskynda sulfoxidreduktionsreaktioner. Molybdenbaserade kluster används framgångsrikt för att producera inte bara syntetiska sulfider, men också andra klasser av viktiga organiska föreningar såsom fosfiner och olefiner. Syntesen av nya molybdenkatalysatorer med förbättrade egenskaper baserad på grundläggande kunskap om syreborttagningsmekanismer är en viktig och brådskande uppgift.

"En modern syntetisk kemist är en arkitekt och byggare. Att känna till egenskaperna hos byggmaterial, fragment av molekyler, han modellerar först strukturen av en komplex molekyl, och sedan monterar den. Baserat på kunskapen om att fosfonsyror uppvisar ett antal anmärkningsvärda egenskaper i miljön av molybden, vi kunde få ett molybdenkluster av hanteltyp, " skriver författarna.

Molybdenklustret syntetiserades under hydrotermiska förhållanden (i vatten och vid upphettning) med användning av salter av molybdensyra och ett antal fosfonsyror. Fosfonsyror används inom många områden:kraftindustrin, olje- och gasproduktion, oljeraffinering, mat, parfym- och textilindustrin. Fosfonsyror har ett antal viktiga egenskaper för att få en hantelformad klunga. För det första, de kollapsar inte när de utsätts för temperaturer över 100 grader Celsius; Således, de kan användas i syntes med en uppvärmningsmetod. För det andra, de interagerar inte med vatten, därför, i deras syntes, vatten kan användas som lösningsmedel. För det tredje, de har en hög affinitet för metall och en tendens att bilda brobindningar. Med hjälp av moderna metoder för modellering och strukturanalys, det var möjligt att klassificera och exakt bestämma strukturen för den nya föreningen - det oktanukleära molybdenklustret, där fyra molybdenkärnor underifrån och fyra kärnor ovanifrån är sammanlänkade av en fosfatbrygga och dessutom stabiliseras av hydroxylgrupper och ammoniumjoner.

Det resulterande klustret var en effektiv homogen katalysator för reaktionen av reduktionen av difenylsulfoxid till difenylsulfid. Ett billigt och miljövänligt pinacol-reduktionsmedel användes för reaktionen. Genom att variera syntesförhållandena (varaktighet, temperatur, en typ av lösningsmedel, en mängd katalysator), kemisterna lyckades uppnå en avkastning på 99%. Klustret efter värmebehandling vid 310 grader Celsius visade en annan viktig egenskap som är hög protonledningsförmåga. Således, det kan användas vid framställning av funktionella membranmaterial för att skapa elektrokemiska enheter såsom sensorer, bränsleceller, och superkondensatorer.

"Efter ett så anmärkningsvärt resultat i difenylsulfidreduktionsreaktionen, vi testade katalysatorn i reduktionen av andra komplexa organiska sulfider. Och vi blev positivt överraskade eftersom utbytet av motsvarande oxider också var höga. Katalysatorn kan användas vid syntes av ett ännu större antal olika ämnen. I framtiden, vi planerar att testa denna katalysator i andra katalytiska transformationer, ", avslutar författarna.