Kemikere foreslår en metode til fremstilling af metalbaserede katalysatorer med uovertruffen effektivitet

Et team af kemikere fra RUDN University og Nesmeyanov Institute of Organoelement Compounds (INEOS) syntetiserede to heterometalliske klynger med næsten 100 % effektivitet. Disse forbindelser kan bruges som katalysatorer i farma, produktion af polymerer, og andre grene af den kemiske industri. Resultaterne af undersøgelsen blev offentliggjort i Journal of Organometallic Chemistry .

En metalklynge er en gruppe af flere metalatomer med betydelig interaktion mellem dem. Klynger, der indeholder atomer af forskellige metaller, kaldes heterometalliske. De bruges som katalysatorer i organiske reaktioner, for eksempel, i medicinalindustrien eller fremstilling af polymerer. Imidlertid, udviklingen af ​​sådanne klynger er ikke en let opgave. Et team af kemikere fra RUDN University og INEOS foreslog en effektiv måde at opnå heterometalliske klynger fra en almindelig metalklynge, der består af tre rhodiumatomer.

"Rhodium er kendt for at være et katalytisk metal, og mange organiske processer katalyseres af rhodiumbaserede metalklynger. Imidlertid, størstedelen af ​​tilgange til syntese af heterometalliske klynger er inkonsekvente og førte til produktet med det lille udbytte. Vi formåede at udvikle højeffektive rhodiumbaserede heterometalliske klynger, sagde Olga Chusova, Ph.D., en forsker ved det videnskabelige center "Chrystal Chemistry and Structural Analysis, "RUDN Universitet.

Holdet brugte en klynge af tre rhodiumatomer forbundet i form af en trekant med ligander (molekyler, der bestemmer atomernes opførsel) knyttet til dens verstices og sider. Nogle ligander er mere fordelagtige for forbindelserne end de andre. Efter omhyggeligt at have valgt ligander både i den indledende klynge og reagenserne, det lykkedes kemikerne at opnå nye heterometalliske klynger. Nemlig de brugte en metalloelektrofil (et stof, der indeholder et metalatom, der mangler elektroner) som reagens. Takket være dette, et nyt kompleks af forskellige metalatomer blev dannet. I stedet for en trekant, den heterometalliske klynge er formet som et tetraeder med tre rhodiumatomer og et guld- eller koboltatom i sine hjørner.

Denne mekanisme gjorde reaktionen næsten 100% effektiv, dvs. den faktiske mængde af den opnåede heterometalliske klynge matchede næsten nøjagtigt holdets forudsigelser (med 81% i tilfælde af kobolt og med 93% for guld). Især reaktionen gik godt i begge tilfælde, selvom guld- og koboltholdige metalloelektrofiler har forskellige strukturer.

"På trods af forskellene i deres elektroniske struktur, begge metalloelektrofiler reagerede med den trekantede rhodiumklynge og dannede stabile tetraedriske klynger. Dette skyldes den unikke struktur af den oprindelige klynge:den kan give et forskelligt antal elektroner afhængigt af metalloelektrofilen. I dette tilfælde, den guldbaserede krævede kun to elektroner, og den koboltbaserede havde brug for seks, " tilføjede Olga Chusova.

Opdagelsen kan potentielt forbedre syntesen af ​​heterometalliske klyngebaserede katalysatorer til den kemiske industri.