Kemiker skaber en effektiv katalysator til syntese af organiske sulfider

En RUDN-kemiker har fået en ny forbindelse - en håndvægt-formet fosfat-brokoblet molybdænklynge. Klyngen accelererer reaktionen af ​​dannelsen af ​​sulfider fra oxider og kan bruges i farmaceutisk og kosmetisk fremstilling. Artiklen blev publiceret i Uorganisk kemi .

Reduktionsreaktionen af ​​organiske sulfider fra oxider, eller deoxygenering af sulfoxider, er en simpel direkte proces til fjernelse af oxygen fra et organisk oxid for at opnå sulfid. Denne reaktion er vigtig, fordi den sker i biologiske processer og i syntesen af ​​mange organiske forbindelser. Organiske sulfider er til stede i de fleste antibiotika, lægemidler og biologiske forbindelser. Sulfider er nøglemellemprodukter i organisk syntese og er vigtige komponenter i mange fine kemikalier såsom parfume og kosmetik. Livsformer bruger enzymet med en molybdænholdig klynge til at fremskynde sulfoxidreduktionsreaktioner. Molybdæn-baserede klynger bruges med succes til at producere ikke kun syntetiske sulfider, men også andre klasser af vigtige organiske forbindelser såsom phosphiner og olefiner. Syntesen af ​​nye molybdænkatalysatorer med forbedrede egenskaber baseret på grundlæggende viden om deoxygeneringsmekanismer er en vigtig og presserende opgave.

"En moderne syntetisk kemiker er en arkitekt og bygherre. At kende byggematerialernes egenskaber, fragmenter af molekyler, han modellerer først strukturen af ​​et komplekst molekyle, og samler den derefter. Baseret på viden om, at phosphonsyrer udviser en række bemærkelsesværdige egenskaber i miljøet af molybdæn, vi var i stand til at få en håndvægt-type molybdæn klynge, " skriver forfatterne.

Molybdænklyngen blev syntetiseret under hydrotermiske betingelser (i vand og ved opvarmning) under anvendelse af salte af molybdænsyre og en række phosphonsyrer. Fosfonsyrer bruges på mange områder:elindustrien, olie- og gasproduktion, olieraffinering, mad, parfumeri- og tekstilindustrien. Fosfonsyrer har en række vigtige egenskaber til at opnå en håndvægt-formet klynge. For det første, de falder ikke sammen, når de udsættes for temperaturer over 100 grader Celsius; dermed, de kan bruges i syntese med en opvarmningsmetode. For det andet de interagerer ikke med vand, derfor, i deres syntese, vand kan bruges som opløsningsmiddel. For det tredje, de har en høj affinitet til metal og en tendens til at danne brobindinger. Ved hjælp af moderne metoder til modellering og strukturel analyse, det var muligt at klassificere og præcist bestemme strukturen af ​​den nye forbindelse - den oktanukleære molybdænklynge, hvor fire molybdænkerner nedefra og fire ovenfra er forbundet med en fosfatbro og er yderligere stabiliseret af hydroxylgrupper og ammoniumioner.

Den resulterende klynge var en effektiv homogen katalysator til reaktionen med reduktionen af ​​diphenylsulfoxid til diphenylsulfid. Et billigt og miljøvenligt pinacol-reduktionsmiddel blev brugt til reaktionen. Ved at variere syntesebetingelser (varighed, temperatur, en type opløsningsmiddel, en mængde katalysator), det lykkedes kemikerne at opnå et udbytte på 99%. Klyngen efter varmebehandling ved 310 grader Celsius viste en anden vigtig egenskab, som er høj protonledningsevne. Dermed, det kan bruges til fremstilling af funktionelle membranmaterialer til fremstilling af elektrokemiske enheder såsom sensorer, brændstofceller, og superkondensatorer.

"Efter et så bemærkelsesværdigt resultat i diphenylsulfid-reduktionsreaktionen, vi testede katalysatoren i reduktionen af ​​andre komplekse organiske sulfider. Og vi blev positivt overrasket, da udbyttet af de tilsvarende oxider også var høje. Katalysatoren kan anvendes til syntese af et endnu større antal forskellige stoffer. I fremtiden, vi planlægger at teste denne katalysator i andre katalytiske transformationer, " konkluderer forfatterne.