ℹ️ Соединения класса порфиринов давно зарекомендовали себя как перспективные фотосенсибилизаторы. Более ста лет назад учёные уже рассматривали возможность применения фотохимических свойств порфиринов в медицине. В XXI веке порфирины – ключевые фотосенсибилизаторы для «зелёной» химии. Молекула порфирина по форме похожа на плоское кольцо, состоящее из четырёх крупных пятиугольных «бусин» (пиррольных колец), соединённых «бисеринами»-мостиками. Кольцо всей молекулы порфирина называется макрокольцом (в отличие от пиррольных). В нём есть полость, в которую можно поместить ион металла (так называемый металлоцентр). В результате образуется комплексное соединение порфирина с металлом.
🧪 Ароматическую систему порфирина можно расширить, добавив к четырём пиррольным кольцам какой-нибудь ещё фрагмент, например, пиразин – шестичленное кольцо, состоящее из двух атомов азота и четырёх атомов углерода. Это не просто декоративная модификация: пиразин увеличивает стабильность молекулы и изменяет спектры поглощения, что критически важно для фотокатализа, поскольку позволяет выбирать оптимальную длину волны света, которым облучается фотосенсибилизатор. Учёные #ИФХЭ РАН в предыдущих работах подробно изучали фотокаталитические свойства пиразинопорфиринов.
В новой работе молодые исследователи #ИФХЭ РАН всесторонне изучили, как структура различных пиразинопорфириновых комплексов влияет на их стабильность и каталитическую активность в реакциях окисления сульфидов до сульфоксидов.
🎯 Целью работы было понять, как три ключевых фактора:
✔️ природа металлоцентра,
✔️ расширение ароматического кольца и
✔️ периферические заместители – по отдельности и в совокупности влияют на фотокаталитические свойства молекулы.
💬 «Это первая работа, в которой связь модификаций порфиринов с их фотокаталитическими свойствами рассмотрена так детально и системно, – отметила н.с. лаборатории новых физико-химических проблем #ИФХЭ РАН, к.х.н. Дарья Поливановская. – Мы синтезировали новые соединения и систематически сравнили влияние различных металлов и заместителей в одних и тех же условиях».
Наибольшую активность и стабильность продемонстрировал гибрид с индиевым металлоцентром, расширенной ароматической системой и периферийными группами. Этот фотосенсибилизатор позволил провести реакцию окисления с числом каталитических циклов (TON) до 200 000. Это означает, что одна молекула катализатора помогла преобразовать 200 000 молекул исходного вещества. Частота оборотов (TOF) достигла 16 700 превращений в час. Можно сказать, что эти фотосенсибилизаторы – одни из самых быстрых в своём классе. 🚀
🌱 Созданные катализаторы открывают путь к экологичным, экономичным и масштабируемым методам получения сульфоксидов – ценных соединений, которые применяются при производстве лекарственных препаратов, агрохимикатов, в процессах извлечения благородных металлов и в нефтепереработке. В отличие от многих аналогов, процесс идёт при комнатной температуре, под воздействием маломощного синего светодиода, не требуя дополнительного обогащения кислородом, и является безопасным для окружающей среды.
Работа опубликована в журнале 📕 Molecular Catalysis, 15 May 2026.
🔗 Подробнее на нашем сайте.
#ИФХЭ новости