Een RUDN-chemicus heeft een nieuwe verbinding verkregen:een haltervormig fosfaatgebrugd molybdeencluster. Het cluster versnelt de reactie van de vorming van sulfiden uit oxiden en kan worden gebruikt in de farmaceutische en cosmetische productie. Het artikel is gepubliceerd in Anorganische scheikunde .

De reductiereactie van organische sulfiden uit oxiden, of de deoxygenatie van sulfoxiden, is een eenvoudig direct proces waarbij zuurstof uit een organisch oxide wordt verwijderd om sulfide te verkrijgen. Deze reactie is belangrijk omdat deze plaatsvindt in biologische processen en bij de synthese van veel organische verbindingen. Organische sulfiden zijn aanwezig in de meeste antibiotica, medicijnen en biologische verbindingen. Sulfiden zijn belangrijke tussenproducten in de organische synthese en zijn belangrijke componenten van veel fijnchemicaliën zoals parfums en cosmetica. Levensvormen gebruiken het enzym met een molybdeenbevattend cluster om sulfoxidereductiereacties te versnellen. Op molybdeen gebaseerde clusters worden met succes gebruikt om niet alleen synthetische sulfiden te produceren, maar ook andere klassen van belangrijke organische verbindingen zoals fosfinen en olefinen. De synthese van nieuwe molybdeenkatalysatoren met verbeterde eigenschappen op basis van fundamentele kennis van deoxygenatiemechanismen is een belangrijke en urgente taak.

"Een moderne synthetisch chemicus is een architect en bouwer. De eigenschappen van bouwmaterialen kennende, de fragmenten van moleculen, hij modelleert eerst de structuur van een complex molecuul, en assembleert het dan. Gebaseerd op de wetenschap dat fosfonzuren een aantal opmerkelijke eigenschappen vertonen in de omgeving van molybdeen, we waren in staat om een ​​halter-type molybdeencluster te verkrijgen, " schrijven de auteurs.

Het molybdeencluster werd gesynthetiseerd onder hydrothermische omstandigheden (in water en bij verhitting) met behulp van de zouten van molybdeenzuur en een aantal fosfonzuren. Fosfonzuren worden op veel gebieden gebruikt:de energie-industrie, olie- en gasproductie, olieraffinage, voedsel, parfumerie- en textielindustrie. Fosfonzuren hebben een aantal belangrijke eigenschappen voor het verkrijgen van een haltervormig cluster. Ten eerste, ze bezwijken niet bij blootstelling aan temperaturen boven de 100 graden Celsius; dus, ze kunnen worden gebruikt in de synthese met een opwarmmethode. Ten tweede, ze hebben geen interactie met water, daarom, in hun synthese, water kan als oplosmiddel worden gebruikt. Ten derde, ze hebben een hoge affiniteit voor metaal en hebben de neiging om brugbindingen te vormen. Met behulp van moderne methoden van modellering en structurele analyse, het was mogelijk om de structuur van de nieuwe verbinding te classificeren en nauwkeurig te bepalen - de octanucleaire molybdeencluster, waarbij vier molybdeenkernen van onder en vier kernen van boven zijn verbonden door een fosfaatbrug en bovendien worden gestabiliseerd door hydroxylgroepen en ammoniumionen.

Het resulterende cluster was een efficiënte homogene katalysator voor de reactie van de reductie van difenylsulfoxide tot difenylsulfide. Voor de reactie werd een goedkoop en milieuvriendelijk pinacol-reductiemiddel gebruikt. Door variërende synthesecondities (duur, temperatuur, een soort oplosmiddel, een hoeveelheid katalysator), de chemici wisten een opbrengst van 99% te behalen. Het cluster vertoonde na warmtebehandeling bij 310 graden Celsius nog een andere belangrijke eigenschap, namelijk een hoge protongeleiding. Dus, het kan worden gebruikt bij de voorbereiding van functionele membraanmaterialen voor het maken van elektrochemische apparaten zoals sensoren, brandstofcellen, en supercondensatoren.

"Na zo'n opmerkelijk resultaat in de difenylsulfidereductiereactie, we hebben de katalysator getest bij de reductie van andere complexe organische sulfiden. En we waren aangenaam verrast, want ook de opbrengsten van de overeenkomstige oxiden waren hoog. De katalysator kan worden gebruikt bij de synthese van een nog groter aantal verschillende stoffen. In de toekomst, we zijn van plan deze katalysator te testen in andere katalytische transformaties, ’ concluderen de auteurs.