Об этом сообщила пресс-служба Министерства науки и высшего образования РФ.
Тетраарилпорфиринат индия (III) и другие фотокатализаторы
Эксперименты показали, что порфирин индия типа тетраарилпорфирината индия (III) выступает высокоэффективным и селективным фотокатализатором для окисления сульфидов до сульфоксидов, не уступая по производительности распространенным аналогам. Выделение целевого порфирината индия (III) проводили методом колоночной хроматографии.Уникальность катализатора заключается в его исключительной активности. Для полного превращения субстрата требуется всего 5 молекул катализатора на 10 тыс. молекул исходного вещества. Процесс протекает под облучением синим светом (λ ≈ 450 нм) и занимает 1,5 ч. Кроме 100% селективности, преимуществом является фотостабильность и низкая токсичность.
Как отметила одна из авторов работы, студентка РТУ МИРЭА В. Олейникова, благодаря сочетанию эффективности, избирательности действия и устойчивости к свету новый комплекс займет достойное место среди фотокатализаторов для синтеза сульфоксидов.
Фотокаталитическое окисление сульфидов до сульфоксидов — перспективная «зелёная» технология: она позволяет избежать агрессивных химических окислителей, проводить реакцию при комнатной температуре и атмосферном давление и достигать высокой селективности. Кроме порфирина индия используют другие фотокатализаторы: пиразинопорфирины, получаемые в условиях аэробного окисления в смеси метанола с другим растворителем (преимущество - возможность иммобилизации на подложку для создания гетерогенных катализаторов); фталоцианины металлов Zn, Al, Ga ( можно использовать менее энергоёмкое освещение, поскольку спектр освещения сдвинут в красную область (600–700 нм) и др.
Сульфоксиды
Сульфоксиды - кислородсодержащие производные сульфидов (R‑S‑R’), в которых атом серы окислён до степени +4 с образованием связи S=O. Сульфоксиды применяются в различных отраслях промышленности, в частности, при извлечении благородных металлов и в процессах нефтепереработки. Сульфоксидная группа входит в структуру многих биологически активных веществ и фармацевтических препаратов.Применение в нефтепереработке: селективная очистка масел, в качестве катализатора окисления в качестве присадок и модификаторов, использование для выделения ароматических углеводородов из нефтяных фракций (альтернатива диметилсульфоксиду).
Порфирины
Порфирины - тетрапиррольные макроциклы, способные координироваться с ионами металлов. В природе они входят в состав: гемоглобина (с Fe²⁺), хлорофилла (с Mg²⁺), цитохромов.Эти органические соединения часто выступают основой для создания катализаторов и сенсоров, а также используются в медицине для фотодинамической терапии. Их способность координировать атомы металлов позволяет тонко настраивать химические свойства получаемых комплексов для конкретных задач.
Присутствие индия в порфиринах объясняется тем, что ион In³⁺ обладает подходящим ионным радиусом для встраивания в порфириновое кольцо, высокой координационной ёмкостью и необходимыми оптическими и электронными свойствами. Примерная структура: индиевый комплекс порфирина — [In(III)‑порфирин]⁺, часто с аксиальными лигандами (например, Cl⁻, OH⁻, H₂O). Преимущества: фотостабильность; люминесценция - интенсивная флуоресценция в ближнем ИК‑диапазоне (650–850 нм); аксиальные лиганды легко обмениваются, что позволяет «настраивать» реакционную способность, активность в реакциях восстановления O₂, CO₂ и др.
Автор: А. Шевченко
