Een RUDN-chemicus heeft een verbinding verkregen met een nieuw structuurtype dat atomen van metalen (koper en natrium) in een karkasstructuur bevat en die de vorm heeft van een fietshelm. De verbinding vertoont katalytische activiteit in twee belangrijke organische synthesereacties. De ontwikkeling kan worden gebruikt om nieuwe katalysatoren voor de chemische industrie te creëren. Het werk werd gepubliceerd in de Dalton-transacties logboek.

Een veelbelovend gebied van de moderne chemie is de vorming van complexe moleculaire systemen die een reeks metalen in één structuur bevatten. Om een ​​dergelijk object effectief te verkrijgen, onderzoekers gebruiken verschillende soorten liganden (stoffen die metaalatomen omringen). Bijvoorbeeld, wetenschappers hebben al polymetaalcomplexen verkregen waarin liganden metalen met verschillende centra coördineren (stikstof/zwavel, fosfor/stikstof, enzovoort). Met behulp van deze aanpak, onderzoekers kunnen objecten met verschillende eigenschappen ontwikkelen.

Een chemicus van RUDN en Russische en Franse collega's hebben een nieuw karkasproduct gesynthetiseerd op basis van koper- en natriumatomen. De verbinding bevat ook twee soorten raamwerk voor de metalen:een zuurstof (siloxaanligand) en een stikstof (bipyridine). Om een ​​silicium-organisch ligand te ontwikkelen, een reactie van interactie tussen een eenvoudige silicium-organische verbinding genaamd fenyltrimethoxysilaan PhSi (OCH ₃ ) ₃ en natriumhydroxide werd in een oplossing uitgevoerd. Vervolgens, koperdichloride en het tweede ligand (de organische verbinding bipyridine met twee stikstofatomen die snel complexen vormen met metalen) werden aan de oplossing toegevoegd.

De beoogde verbinding werd verkregen nadat de juiste verhouding tussen de reactiemiddelen en de juiste omgeving voor de reactie/kristallisatie was gevonden. Structurele röntgenonderzoeken lieten een ongebruikelijke moleculaire geometrie van het product zien, een zelden voorkomende verhouding tussen metalen in het karkas (5 atomen koper en 1 atoom natrium), en ongebruikelijke intermoleculaire reacties tussen de naburige karkassen in het kristal. Ze zijn verenigd in het zogenaamde supramoleculaire systeem vanwege de onderlinge verbinding van aromatische ringen van het stikstofligand.

"We hebben een nieuw type karkasmetaalcomplex verkregen met stikstof- en zuurstofcentra in het kader van koper- en natriumionen. Dit type binding vormt een ongebruikelijke moleculaire architectuur die lijkt op een fietshelm. We geloven dat onze aanpak - de constructie van metaal complexen die verschillende soorten liganden gebruiken - kunnen worden ontwikkeld en verbeterd, en we verwachten voorheen onbekende chemische objecten te verkrijgen. Bovendien, een dergelijk gemengd raamwerk van metaalatomen kan een positieve rol spelen bij katalyse door hun activiteit te ondersteunen, " zegt Alexey Bilyachenko, een co-auteur van het werk, een kandidaat in de chemie, en een RUDN-medewerker.

Tijdens de tweede fase van het onderzoek maten de wetenschappers de katalytische activiteit van de nieuwe verbinding in oxidatie- en amideringsreacties. De "fietshelm" bleek effectief te zijn in de katalyse van de reactie van cyclohexaan en n-heptaan met peroxiden, wat een veelbelovend resultaat is voor het verkrijgen van reactieve oxidatieproducten. Dergelijke producten kunnen verder worden gebruikt om verschillende materialen te verkrijgen, inclusief polymeren. De 'helm' vertoonde ook een hoge activiteit in reacties tussen benzylalcohol en aminen. De reactie is van groot belang als bron van amiden (bestanddelen van geneesmiddelen). De 'helm' bleef actief in katalyse, zelfs bij gebruik in kleine hoeveelheden (0,4 mol% koper).