Революционный лиганд с антенной для видимого света улучшает реакции с самарием

Самарий, Sm, — это редкоземельный металл, который важен для химиков-органиков. Его двухвалентные соединения могут восстанавливать другие вещества с одноэлектронным переносом.

Йодид самария (SmI2) умеренно стабилен и может работать при комнатной температуре. Это делает его полезным в производстве фармацевтических препаратов и биологически активных материалов. Но для большинства реакций требуется большое количество SmI2, а также вредные химические вещества. Поэтому процесс получается ресурсоёмким и дорогостоящим.

Исследователи изучили несколько способов уменьшить количество Sm-реагентов до каталитических величин. Но большинство методов требуют жёстких условий и высокореакционных восстановителей, а также большого количества Sm — обычно 10–20% от исходного сырья. Поскольку Sm стоит дорого, существует потребность в эффективной каталитической системе, которая будет работать в мягких условиях и использовать минимум этого вещества.

Исследователи из Университета Чиба (Япония) под руководством доцента Такахито Курибары разработали новый метод, который позволяет значительно снизить количество Sm. Они создали 9,10-дифенил антрацен (DPA)-замещённый бидентатный фосфинооксидный лиганд для координации с трехвалентным самарием. Этот лиганд назвали «антенной видимого света».

Доцент Курибара пояснил, что лиганды-антенны помогают возбуждать лантаноидные металлы, такие как Sm. Вдохновившись этим, исследователи разработали новый DPA-замещённый лиганд, использующий свет для уменьшения количества Sm до каталитического уровня.

Исследование опубликовано в Journal of the American Chemical Society.

Исследователи провели серию экспериментов и выяснили, что сочетание катализатора Sm с DPA-1 и облучение синим светом позволяет получать высокие выходы (до 98%) при соединении пинакола с альдегидами и кетонами. Эти вещества широко используются в фармацевтике.

Особенность метода заключается в том, что для реакции достаточно всего 1–2 моль% катализатора Sm. Это значительно меньше, чем требуется обычно. Кроме того, реакцию можно проводить с мягкими органическими восстановителями — например, аминами. Ранее для этого применялись более сильные агенты.

Результаты показали, что небольшое количество воды увеличивает выход реакции, а избыток — замедляет её. В то же время DPA-2 и DPA, схожие по структуре с DPA-1, дали плохие результаты.

Исследователи выяснили, почему DPA-1 оказался эффективным. Оказалось, что он работает как многофункциональный лиганд: поглощает синий свет и переносит электроны на катализатор Sm.

Ученые успешно использовали катализаторы Sm и DPA-1 в реакциях молекулярных превращений. Они включают образование углерод-углеродных связей и расщепление связей углерод-кислород и углерод-углерод. Это важно для разработки лекарств.

Используя видимый свет как источник энергии, они также провели молекулярные превращения, сочетая восстановление на основе Sm с фотоокислением.

Доцент Курибара сообщил, что новый лиганд с антенной для видимого света позволил снизить количество Sm до 1-2 моль%. Это значительно меньше, чем обычно требуется. Для этого используется низкоэнергетический видимый свет.

В качестве исходного материала смогли использовать трехвалентный Sm. Он более стабилен и прост в обращении по сравнению с двухвалентным Sm.

Это исследование даёт ценную информацию для разработки катализаторов на основе Sm. Оно позволяет проводить эффективные восстановительные превращения в мягких условиях с минимальной нагрузкой Sm.

19.09.2024


Подписаться в Telegram



Хайтек

В ТПУ создали многоразовые накопители водорода из отечественного сырья
В ТПУ создали многоразовые накопители водорода из отечественного сырья

Более дешевые металлогидридные накопители водо...

Новый подход к производству цифрового света решает проблемы 3D-печати
Новый подход к производству цифрового света решает проблемы 3D-печати

Новый метод производства цифрового света для&n...

AEM: Гибридный полупроводник позволит лучше понять спинтронику
AEM: Гибридный полупроводник позволит лучше понять спинтронику

Электроны вращаются без электрического за...

Томские ученые представили цифровое решение для оптимизации НПЗ
Томские ученые представили цифровое решение для оптимизации НПЗ

Новый программный комплекс представили ученые ...

В НГУ разработали первые фильтры для технологии связи 6G
В НГУ разработали первые фильтры для технологии связи 6G

Уникальные фильтры для импульсной терагер...

Ученые КФУ выяснили, как дефекты в полупроводниках влияют на свет
Ученые КФУ выяснили, как дефекты в полупроводниках влияют на свет

Физическая модель, которая описывает взаимодей...

Новый метод синтеза лекарств открыли российские химики
Новый метод синтеза лекарств открыли российские химики

Новый метод синтеза производных пирролизидина ...

Advanced Materials: Созданы волокна в одежду для питания смартфона от тепла тела
Advanced Materials: Созданы волокна в одежду для питания смартфона от тепла тела

Термоэлектрический материал, который можно исп...

В Томском университете создали интегральные схемы для российских РЛС
В Томском университете создали интегральные схемы для российских РЛС

Первый российский комплект интегральных схем д...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

ES&T: Волокна на биооснове изводят земляных червей быстрее, чем полиэфирные
ES&T: Волокна на биооснове изводят земляных червей быстрее, чем полиэфирные
Nature Astronomy: Красные карлики тоже обогащают Вселенную
Nature Astronomy: Красные карлики тоже обогащают Вселенную
NPJ Microgravity: Микрогравитация усиливает способность клеток регенерировать
NPJ Microgravity: Микрогравитация усиливает способность клеток регенерировать
Созданная в МГУ ИИ-система для прогнозирования доз инсулина требует доработки
Созданная в МГУ ИИ-система для прогнозирования доз инсулина требует доработки
Palaeontology: Птицу ужаса, останки которой нашли в Южной Америке, съел кайман
Palaeontology: Птицу ужаса, останки которой нашли в Южной Америке, съел кайман
NatElec: Нанотранзисторы преодолеют ограничения кремниевых полупроводников
NatElec: Нанотранзисторы преодолеют ограничения кремниевых полупроводников
Открыта связь депрессии с нарушением формирования функциональной сети мозга
Открыта связь депрессии с нарушением формирования функциональной сети мозга
На Урале предложили высаживать коноплю для поглощения углекислого газа
На Урале предложили высаживать коноплю для поглощения углекислого газа
Nature Chemistry: Протоклетки помогут биохимикам понять, как зародилась жизнь
Nature Chemistry: Протоклетки помогут биохимикам понять, как зародилась жизнь
В Воронеже разработали новый метод извлечения коллагена из кожи пресноводных рыб
В Воронеже разработали новый метод извлечения коллагена из кожи пресноводных рыб
В ТПУ создали многоразовые накопители водорода из отечественного сырья
В ТПУ создали многоразовые накопители водорода из отечественного сырья
Новый подход к производству цифрового света решает проблемы 3D-печати
Новый подход к производству цифрового света решает проблемы 3D-печати
Простой анализ крови поможет предотвратить преэклампсию у рожениц
Простой анализ крови поможет предотвратить преэклампсию у рожениц
Cancer: Аэробные упражнения рассеивают туман в мозге, вызванный химиотерапией
Cancer: Аэробные упражнения рассеивают туман в мозге, вызванный химиотерапией
Искусственный «нос» может учуять испорченные фрукты и испорченное мясо
Искусственный «нос» может учуять испорченные фрукты и испорченное мясо

Новости компаний, релизы

Международные эксперты оценили разработанную для нижегородского завода технологию
На старт! Внимание! MITEX!
Фестиваль научных театров «Наука всем!» прошёл в Санкт-Петербурге
Всероссийский исторический кроссворд собрал 15 тысяч участников
«Вертолеты России» представили на саммите БРИКС Ми-171А3 AURUS, Ми-38 и модернизированный Ансат