Un chimico RUDN ha ottenuto un nuovo composto:un grappolo di molibdeno a forma di manubrio a ponte di fosfato. Il cluster accelera la reazione di formazione di solfuri da ossidi e può essere utilizzato nella produzione farmaceutica e cosmetica. L'articolo è stato pubblicato su Chimica inorganica .

La reazione di riduzione dei solfuri organici da ossidi, o la deossigenazione dei solfossidi, è un semplice processo diretto di rimozione dell'ossigeno da un ossido organico per ottenere solfuro. Questa reazione è importante perché avviene nei processi biologici e nella sintesi di molti composti organici. I solfuri organici sono presenti nella maggior parte degli antibiotici, farmaci e composti biologici. I solfuri sono intermedi chiave nella sintesi organica e sono componenti importanti di molti prodotti della chimica fine come profumi e cosmetici. Le forme di vita utilizzano l'enzima con un cluster contenente molibdeno per accelerare le reazioni di riduzione del solfossido. I cluster a base di molibdeno sono utilizzati con successo per produrre non solo solfuri sintetici, ma anche altre classi di importanti composti organici come fosfine e olefine. La sintesi di nuovi catalizzatori al molibdeno con proprietà migliorate basati sulla conoscenza fondamentale dei meccanismi di deossigenazione è un compito importante e urgente.

"Un moderno chimico sintetico è un architetto e un costruttore. Conoscendo le proprietà dei materiali da costruzione, i frammenti di molecole, prima modella la struttura di una molecola complessa, e poi lo monta. Basandosi sulla conoscenza che gli acidi fosfonici dimostrano una serie di notevoli proprietà nell'ambiente del molibdeno, siamo stati in grado di ottenere un cluster di molibdeno tipo manubrio, "scrivono gli autori.

Il cluster di molibdeno è stato sintetizzato in condizioni idrotermali (in acqua e quando riscaldato) utilizzando i sali dell'acido molibdeno e un certo numero di acidi fosfonici. Gli acidi fosfonici sono utilizzati in molti campi:l'industria energetica, produzione di petrolio e gas, raffinazione del petrolio, cibo, profumeria e industrie tessili. Gli acidi fosfonici hanno una serie di proprietà importanti per ottenere un grappolo a forma di manubrio. in primo luogo, non collassano se esposti a temperature superiori a 100 gradi Celsius; così, possono essere utilizzati in sintesi con un metodo di riscaldamento. In secondo luogo, non interagiscono con l'acqua, perciò, nella loro sintesi, l'acqua può essere usata come solvente. In terzo luogo, hanno un'elevata affinità per il metallo e una tendenza a formare legami a ponte. Utilizzando moderni metodi di modellazione e analisi strutturale, è stato possibile classificare e determinare con precisione la struttura del nuovo composto:l'ammasso ottanucleare di molibdeno, in cui quattro nuclei di molibdeno dal basso e quattro nuclei dall'alto sono collegati da un ponte fosfato e sono inoltre stabilizzati da gruppi ossidrile e ioni ammonio.

Il cluster risultante era un efficiente catalizzatore omogeneo per la reazione di riduzione del difenil solfossido a difenil solfuro. Per la reazione è stato utilizzato un agente riducente pinacol economico ed ecologico. Al variare delle condizioni di sintesi (durata, temperatura, un tipo di solvente, una quantità di catalizzatore), i chimici sono riusciti a ottenere una resa del 99%. L'ammasso dopo il trattamento termico a 310 gradi Celsius ha mostrato un'altra importante proprietà che è l'elevata conduttività protonica. Così, può essere utilizzato nella preparazione di materiali a membrana funzionali per la creazione di dispositivi elettrochimici come sensori, celle a combustibile, e supercondensatori.

"Dopo un risultato così notevole nella reazione di riduzione del difenil solfuro, abbiamo testato il catalizzatore nella riduzione di altri solfuri organici complessi. E siamo rimasti piacevolmente sorpresi dal fatto che anche le rese degli ossidi corrispondenti erano elevate. Il catalizzatore può essere utilizzato nella sintesi di un numero ancora maggiore di sostanze diverse. Nel futuro, abbiamo in programma di testare questo catalizzatore in altre trasformazioni catalitiche, " concludono gli autori.