В ИФХЭ РАН синтезировали фотокатализатор для безотходного окисления сульфидов и получения лекарств
Ученые лаборатории новых физико-химических проблем ИФХЭ РАН синтезировали и продемонстрировали исключительную эффективность пиразин-аннелированного порфирина в качестве фотокатализатора для аэробного гомогенного окисления органических сульфидов. Использование чрезвычайно малого количества пиразинопорфирина обеспечивает полную конверсию большинства сульфидов в растворителях с добавлением метанола. Это открывает широкие перспективы для производства лекарств.
Актуальная задача, стоящая перед современной химией — разработка новых подходов к преобразованию органических субстратов, каковые имеют большое значение для развития органического синтеза. Использование фотокатализаторов позволяет отказаться от химических окислителей. Тогда, во-первых, реакции окисления проходят в мягких условиях. Во-вторых, продукты реакции не загрязняются продуктами распада окислителей, что важно, в частности, при производстве лекарственных препаратов и особо чистых веществ.
Большой интерес представляет окисление серосодержащих соединений (сульфидов) до сульфоксидов. Сульфоксиды имеют большую ценность как промежуточные продукты в органическом синтезе. Сульфоксиды — часто встречающиеся природные биологически активные соединения. Они активно применяются на начальной стадии синтеза лекарств.
Новый пиразинопорфирин 2Н-1 синтезирован по оригинальной методике. Благодаря выбору ароматических мезо-заменителей, удалось добиться достаточной растворимости вещества в органических растворителях, высокой реакционной способности и химической стабильности на всех стадиях синтеза. В состав нового пиразинопорфирина входит якорная группа на периферии макроцикла, что в дальнейшем позволит веществу закрепляться на поверхности инертной подложки и даст возможность создавать гибридные материалы на его основе.
«Чтобы успешно разрабатывать гибридные материалы с фотоактивными катализаторами, необходимо заранее определить для них область применения и возможные ограничения. Данная работа была посвящена систематическому исследованию фотофизических свойств синтезированного пиразинопорфирина. Его фотокаталитическую активность мы протестировали на различных сульфидных субстратах», — рассказал один из авторов работы, ведущий научный сотрудник лаборатории, доктор химических наук Кирилл Бирин.
В предыдущих работах ученые Лаборатории показали, что новые функционализированные пиразинопорфирины со свободными основаниями позволяют полностью конвертировать тиоанизол и его аналоги при облучении синим светом малой мощности. В данной работе выяснилось, что эффективность фотокатализа зависит от выбора растворителя. Растворитель может влиять как на стабильность фотосенсибилизатора, так и на время жизни активных форм кислорода, что определяет скорость реакции.
Ученые обнаружили, что для того, чтобы фотокатализ был успешен, в качестве растворителя требуется использовать метанол. Его количество в смеси с другим растворителем сильно влияют и на конверсию (доля вещества, которое приняло участие в реакции), и на селективность (образование одного только целевого продукта).
Для того, чтобы убедиться в фотостабильности (способности сохранять свойства при длительном воздействии света) катализатора, его облучали синим и красным светом. Деградация под действием красного света оказалась незначительной. Под синим светом обесцвечивание происходило достаточно быстро. «Эксперименты показали, что в растворе четыреххлористого углерода за четыре часа облучения синим светом пиразинопорфирин полностью обесцветился. Время жизни синглетного кислорода в этом растворе достаточно большое. Вероятно, деградация пиразинопорфирина произошла из-за длительного воздействия. В метаноле время жизни активного кислорода намного короче», – сказала научный сотрудник лаборатории, кандидат химических наук Дарья Поливановская.
В смеси метанола и четыреххлористого углерода катализатор показал более высокую устойчивость к свету. При этом конверсия очень велика: при добавлении незначительного количества катализатора удалось почти полностью перевести все сульфиды в сульфоксиды. Реакция окисления протекает избирательно с окислением гетероатома, не затрагивая двойную связь для сульфидов с ненасыщенными алифатическими заместителями или циклические фрагменты циклических сульфидов. Такие избирательные реакции имеют большое значение для использования в органическом синтезе.
«Исследование показало, что пиразинопорфирин является универсальным и эффективным фотокатализатором для окисления органических субстратов. Благодаря наличию якорных групп, этот класс соединений может стать перспективной основой для разработки новых гетерогенных фотокатализаторов», — подвел итог Кирилл Бирин.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского Научного Фонда.
Telegram 
Дзен 
VK Пяти постов на одну тему достаточно, чтобы сформировать мнение. Новое исследование показало, что убеждения в соцсетях фиксируются быстрее, чем включается критическое мышление.
Ученые РТУ МИРЭА и Сибирского федерального университета создали программный комплекс, который анализирует учебные планы вузов быстрее секунды и находит в них слабые места. Большинство учебных планов содержат скрытые противоречия, дублирования и неочевидные перекосы в подготовке специалистов. Это важно, потому что от качества учебного плана напрямую зависит, какие реальные навыки получат студенты и насколько они будут востребованы работодателями.
Наскальное искусство палеолита — большая редкость для Британии, а рисунки в пещере Бейкон-Хоул, открытые в 1912 году, почти 100 лет считались природным явлением. Международная группа исследователей не только повторно обнаружила эту панель, но и с помощью химического анализа пигмента доказала ее антропогенное происхождение и возраст около 17 тысяч лет, вернув находке статус одного из древнейших памятников символической деятельности человека на Британских островах.
Исследователи опросили более 60 тысяч испытуемых из разных стран и выяснили: чем больше человек зациклен на себе, тем холоднее он к своему партнеру. Правда, снижение накала страстей не всегда плохо, у этого есть и положительные стороны.
Около четырех миллиардов лет назад Солнечная система пребывала в хаосе: гигантские планеты сближались, меняли орбиты и выбрасывали своих соседей в межзвездное пространство. Хотя шансы на «выживание» лун Юпитера и Урана в этот период были крайне малы, астрономы показали, что их судьба может хранить следы древней катастрофы с участием «потерянной» планеты.
Изучив данные о скорости изменения температур ледяных спутников пятой и шестой планеты системы, астрономы обнаружили, что она слишком высока для по-настоящему ледяной поверхности. Оказалось, что эти тела покрыты материалом, по своим свойствам резко отличающимся от земного льда.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно