21 September 2023, 12:00

Синтезированы новые пероксидсодержащие комплексы сурьмы

Гидропероксокомплексы — соединения химических элементов, содержащих гидропероксогруппу (-OOH) — используются как универсальные и экологически безопасные предшественники для получения функциональных материалов на основе оксидов и сульфидов для устройств хранения энергии, газовых сенсоров и катализа. Гидропероксогруппы за счет образования водородных связей обеспечивают осаждение гидропероксокомплексов в виде тонких пленок на подложки различного состава и морфологии. Последующий нагрев или химическая обработка позволяют получить материалы на основе оксидов и сульфидов.

Гидропероксокомплексы также широко используются как окислители органических соединений: в качестве катализаторов в химическом синтезе, а также для утилизации токсичных и опасных веществ. Кроме того, гидропероксокомплексы участвуют в каталитических процессах с участием ферментов в живых клетках.

Несмотря на применение гидропероксокомплексов в различных областях, исследованиям их структуры уделялось мало внимания. Так, на сегодняшний день имеются сведения лишь о нескольких гидропероксокомплексах: бора, кремния, германия, олова и свинца. В большинстве случаев соединения содержат только одну гидропероксогруппу в своем составе. К настоящему времени известен лишь один комплекс, содержащий шесть -OOH у одного атома олова (так называемого координационного центра).

Ученые из Института общей и неорганической химии имени Н. С. Курнакова РАН (Москва) с коллегами синтезировали шесть гидропероксокомплексов сурьмы, используя для этого пероксид водорода высокой концентрации (98%). Избыток пероксида водорода препятствовал образованию мостиковых -О-О- групп вместо -OOH. Полученные соединения стали первыми примерами комплексов, содержащих две гидропероксогруппы у одного координационного центра. Наличие двух гидропероксогрупп позволяет молекулам формировать разнообразные водородные связи как друг с другом, так и с молекулами растворителя, что обеспечивает разнообразие водородно-связанных мотивов.

Авторы проанализировали кристаллическую структуру синтезированных соединений и выявили ряд мотивов, образованных с участием двух и трех гидропероксолигандов, а также обнаружили бесконечные цепи из таких комплексов. Кроме того, исследователи оценили энергии водородных связей с участием -ООН групп, обеспечивающих относительную стабильность исследуемых соединений.

Кроме того, химики исследовали окислительные свойства одного из полученных соединений сурьмы. Комплекс оказался удобным в использовании и эффективным окислителем непредельных углеводородов.

«Мы синтезировали шесть соединений с новыми типами структурных мотивов, образованных за счет водородных связей гидропероксогрупп. Аналогичные связи реализуются при взаимодействии пероксидсодержащих частиц с твердыми подложками при получении функциональных наноматериалов на основе оксидов и сульфидов. Поэтому наши результаты могут помочь в описании механизма образования таких материалов. В дальнейшем мы планируем исследовать биологическую активность полученных соединений, а также синтезировать новые пероксидные соединения других элементов, например висмута», — рассказывает участник проекта, поддержанного грантом РНФ, Александр Медведев, кандидат химических наук, старший научный сотрудник Института общей и неорганической химии имени Н. С. Курнакова РАН.

Также в исследовании приняли участие ученые из Института катализа имени Г. К. Борескова (Новосибирск), Института органической химии имени Н. Д. Зелинского (Москва), Еврейского университета в Иерусалиме (Израиль) и Городского университета Гонконга (Китай).

Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Inorganic Chemistry.

Source:  Пресс-служба РНФ

News article profiles

News article labs

News article publications

Read also

Органические ионы сделают синтез азотсодержащих веществ экологичнее
Химики успешно опробовали органические катализаторы, с помощью которых можно переносить атомы водорода от одной молекулы к другой. Этот процесс широко используется в фармацевтике при производстве лекарств. Обнаруженное свойство позволит существенно расширить область применения таких катализаторов и заменить токсичные аналоги на основе тяжелых металлов во многих сферах, требующих химического синтеза.
"Green" chemistry
Organic Chemistry
Synthesis
21 March 2024
Катализаторы из винной кислоты повысят оптическую чистоту органических молекул
Ученые создали металлокомплексные катализаторы на основе палладия и органических молекул, содержащих атомы серы и фосфора. Использование этих катализаторов позволяет получать соединения с оптической чистотой до 99%. Оптическая чистота важна при производстве лекарств, витаминов и пестицидов, поскольку она влияет на их биологическую активность.
Catalysis
Organic Chemistry
Synthesis
25 January 2024
Новый фотокатализатор разрушил загрязнителей сточных вод с помощью ультрафиолета
Ученые синтезировали уникальный материал — гибридный фотокатализатор, состоящий из органического и неорганического нанокомпонентов. Под действием видимого и ультрафиолетового света он генерирует свободные радикалы, которые с эффективностью более 90% разрушают органические загрязнители, попадающие в сточные воды от химических производств. Кроме того, новый фотокатализатор в 11 раз быстрее аналогов подавляет рост бактерий Escherichia coli (кишечной палочки) — микроорганизма, активно размножающегося в сточных водах. Полученный материал потенциально может использоваться при очистке сточных вод от токсинов, красителей и других соединений, использующихся в химической промышленности, а также при их обеззараживании от микроорганизмов.
"Green" chemistry
Catalysis
Synthesis
18 November 2023
Получена самособирающаяся система, которая усовершенствует доставку лекарств
Ученые создали систему, в которой в ходе химических превращений самостоятельно образуется эмульсия — смесь двух жидкостей разной плотности, которая напоминает капли масла в воде. Такая система может использоваться при создании новых биосинтетических материалов, применяемых в производстве пищевых продуктов и косметики, а также для доставки лекарств к различным органам.
Biochemistry
Organic Chemistry
Synthesis
5 November 2023
Катализаторы с железом и марганцем ускорят реакции для получения электроэнергии
Ученые синтезировали соединение, которое ускоряет химическую реакцию, лежащую в основе получения электроэнергии в экологически чистых топливных элементах. В состав разработанного катализатора входят железо и марганец. Эти металлы доступны и нетоксичны, поэтому полученное вещество может стать хорошей альтернативой широко применяемым сегодня платиновым катализаторам.
"Green" chemistry
"Green" technologies
Synthesis
30 October 2023
Предложен новый метод получения органических молекул с несколькими атомами азота
Химики придумали «зеленый» метод синтеза органических молекул, в состав которых входит конструкция из трех атомов азота (N-N-N). Раньше, чтобы получить такую структуру, нужно было приложить усилия из-за множества побочных реакций, которые мешали проводить чистый синтез. Полученные авторами молекулы устойчивы к нагреванию и способны выделять оксид азота, что позволит использовать их при синтезе новых функциональных материалов и препаратов для лечения тромбоза.
Electrochemistry
Organic Chemistry
Synthesis
20 September 2023