Новости

14 июля, 2022 15:15

Светодиодные лампы помогли синтезировать органические катализаторы

Российские ученые разработали простой, дешевый и эффективный метод синтеза арилфосфинов — важного компонента многих органических катализаторов на основе переходных металлов. Оказалось, что для их получения достаточно осветить исходные соединения диодной лампой, тогда как при традиционных способах требуется долгая и сложная очистка с применением дополнительных довольно токсичных катализаторов и реагентов. Предложенное решение найдет применение в фарминдустрии и производстве органических материалов для электроники. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы на страницах журнала Advanced Synthesis & Catalysis.
Процесс синтез арилфосфинов при облучении видимым светом. Источник: Дмитрий Бугаенко

Арилфосфины — один из наиболее важных видов фосфорсодержащих органических соединений, которые часто применяются при создании катализаторов. Последние ускоряют самые разные химические превращения, в том числе используемые при синтезе лекарств и органических материалов для электроники. Главное преимущество арилфосфинов состоит в том, что они способны связывать переходные металлы, формируя при этом стабильные, растворимые и эффективные катализаторы. При этом важно, чтобы используемый в процессе получения таких систем фосфин не содержал примесей других переходных металлов, иначе продукт теряет свои свойства. Например, для создания соединения на основе золота нужно, чтобы в нем не было примеси палладия. Сегодня фосфины получают с использованием переходных металлов, которые образуют с ними прочные комплексы. Чтобы полностью освободиться от таких микропримесей (даже на недетектируемом уровне), применяют специальные дорогостоящие и времязатратные методы очистки с дополнительными реагентами — комплексонами.

Ученые из Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (Москва) предложили простой и дешевый способ получения арилфосфинов гарантированно без примесей переходных металлов. Он заключается в том, что раствор исходных веществ освещают простой бытовой диодной лампой при комнатной температуре в течение непродолжительного времени — достаточно даже двух часов. Таким образом метод не требует сложных приборов и использования дорогостоящих катализаторов, которые к тому же обычно токсичны, а также металлов, которые могли бы загрязнить фосфины. Кроме того, разработанный подход позволяет синтезировать труднодоступные или вовсе недоступные ранее арилфосфины с большой арильной группой. Последние особо ценны в катализе из-за их положительного влияния на стабильность получаемого продукта.

Схема синтеза несимметричных арилфосфинов, опосредованного видимым светом без катализатора. Источник: Bugaenko & Karchava / Adv. Synth. Catal., 2022

«Учитывая особую практическую значимость арилфосфинов для различных сфер, например, медицины и создания современных девайсов, мы были нацелены на разработку способа получения именно этих соединений. Использование традиционных методов, таких как нагревание, оказалось неэффективным, поэтому мы обратились к активации реакций видимым светом. Способ привлекает в последние годы огромное внимание со стороны ученых ввиду своей простоты и экологичности», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Дмитрий Бугаенко, кандидат химических наук, научный сотрудник кафедры органической химии химического факультета МГУ.

23 апреля, 2024
Люди каменного века умели использовать окружающий ландшафт для своих целей
Ученые впервые подробно описали рельеф местности на момент обитания людей на стоянках Быки на терр...
22 апреля, 2024
Новая математическая функция поможет на 20% точнее классифицировать биомедицинские сигналы и диагностировать заболевания мозга
Энтропия сигнала — это показатель, который служит своеобразным отпечатком индивидуальности. Класси...