Найден экологически безопасный способ получить соединения германия

© PxHere

Химики разработали экологически безопасный способ «разборки» полимера диоксида германия. Благодаря этому они получили стабильные и безопасные соединения германия, необходимые для разработки молекулярных машин, катализаторов и источников тока

Химики разработали экологически безопасный способ «разборки» полимера диоксида германия. Благодаря этому они получили стабильные и безопасные соединения германия, необходимые для разработки молекулярных машин, катализаторов и источников тока. Работа проходила в рамках проекта, поддерживаемого грантом Президентской программы исследовательских проектов Российского научного фонда, а ее результаты опубликованы в журнале Dalton Transactions.

Кремний и германий для промышленности получают из оксидов. Однако извлекать эти элементы в чистом виде сложно, поскольку в оксидах атомы элементов плотно упакованы. Чтобы «разобрать» руду и «вытащить» оттуда германий и кремний, нужно применять технологии, в которых используются очень ядовитые галогениды. Поэтому полученные в ходе этой «разборки» соединения опасны и нестабильны при хранении, а без них получить чистые кремний и германий невозможно.

Авторы новой работы решили найти экологически безопасный способ «разобрать» руду. Для этого они использовали органические соединения катехолы. Структурная формула этих соединений представляет собой бензольное кольцо с «клешнями» в виде ОН, которые могут легко вступать в реакцию. Такое строение позволяет веществам химически «переварить» даже песок. Они содержатся, например, в зеленом чае и даже в человеке, так как гормон адреналин входит в группу катехолов.

«Мы хотели получить в результате "разборки" полимера экологически безопасное органическое производное германия, способное восстанавливаться электрохимически — это ключ к его превращению в практически полезные соединения, — рассказывает один из авторов исследования, старший научный сотрудник Института органической химии имени Н.Д. Зелинского РАН Михаил Сыроешкин. — Для этого мало создать органическое производное с катехолом, надо, чтобы в продукте были части, которые стаскивали бы электронное "одеяло" с атома германия и делали его открытым для реагентов, которые превратят его в полезные соединения. Поэтому мы дополнительно наполнили продукт электронодефицитными производными пиридина — слабого основания, которое представляет собой шестичленный гетероцикл с одним атомом азота».

Новый подход позволяет получить очень стабильные и безопасные при хранении соединения. Молекулы по строению напоминают колесо ветряной мельницы, где атом германия выступает осью, которую приводят в движение две молекулы катехола и две — производных пиридина. Полученные соединения могут заменить хлорид германия, который сегодня используют в разных областях — от получения новых наноматериалов для источников тока до молекулярных машин.

Рентгеноструктурный анализ получившихся соединений

© Михаил Сыроешкин

«Несмотря на достаточно амбициозные задачи проекта, результат вышел еще более широким по своим перспективам, поскольку мы без использования галогенов получили органические производные, в которых германий максимально активирован для самых разных направлений последующей его переработки», — заключил ученый.

Работа проходила в сотрудничестве с учеными из Института общей и неорганической химии имени Н.С. Курнакова (Москва), Южного федерального университета (Ростов-на-Дону) и Университета Ренна во Франции.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.