На основе германия синтезировали новое соединение-«артишок»

Химик РУДН получил новое соединение-«артишок» на основе германия, проявляющее необычную инкапсулирующую способность. Оно показало высокую каталитическую активность в процессе амидирования спиртов и в реакциях окисления алканов. Работа поможет создать новые катализаторы для органических реакций. Статья исследователей опубликована в журнале Catalysts.

Одна из фундаментальных проблем современной химии — направленное конструирование каркасных соединений. Это химические системы с трехмерной геометрической структурой. Множество применений каркасных систем объясняется разнообразием возможных структур и методов их получения. Среди каркасных соединений есть «короны», «чашки», «клетки». Соединения-«клетки» могут заключать в себе другие молекулы, например, частицы газа или небольшие органические молекулы. В этом случае «клетка» может играть роль молекулярного транспорта или реактора.

Большое значение для синтеза и свойств конечных соединений имеет выбор лигандов — фрагментов комплекса, которые обрамляют атомы металлов и таким образом управляют их свойствами. Большой интерес ранее вызвали соединения на основе кремния. Однако химия аналогичных соединений, включающих вместо кремния атомы германия, остается практически неизученной. Химики РУДН совместно с российскими и зарубежными коллегами получили необычный германийорганический комплекс, содержащий также атомы меди и натрия.

Синтез продукта проводили путем самосборки — соединения различных фрагментов в растворе с образованием сложной химической структуры. За счет расщепления гидроксидом натрия германийорганического комплекса (C₆H₅GeО_1,5)_n химики получили высокоактивные частицы, вступающие в реакцию с дихлоридом меди. Затем продукт реакции кристаллизировали в системе растворителей и получили уникальную по своему высокому содержанию металлов каркасную структуру из двух одинаковых фрагментов. Химики РУДН установили строение этих фрагментов с помощью рентгеноструктурных исследований. Оказалось, что по форме они напоминают артишок. Каждый такой фрагмент включает в свою внутреннюю полость молекулу хлороформа.

Исследователи измерили каталитическую активность полученного соединения в востребованных реакциях органического синтеза. Оказалось, что полученная молекула-клетка способна ускорять окисление циклогексана в 2 раза. Также исследователи испытали полученное ими соединение в реакции амидирования бензилового спирта. Потребовалось в 50 раз меньше соединения меди, чтобы достичь ту же скорость реакции, что была получена другими учеными ранее.

«Наше исследование показывает, что тонкая настройка синтеза позволяет получать весьма сложные молекулярные архитектуры. В представленной работе мы получили рекордный металлокластер в геманийорганической оболочке. Продукт демонстрирует необычные способности в инкапсулировании малых молекул, а также катализе реакций, перспективных как в качестве тонкого, так и основного органического синтеза», — говорит Алексей Биляченко, один из авторов работы, кандидат химических наук, сотрудник РУДН.

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.