Un chimiste de RUDN a obtenu un nouveau composé :un amas de molybdène à pont phosphate en forme d'haltère. Le cluster accélère la réaction de formation de sulfures à partir d'oxydes et peut être utilisé dans la fabrication pharmaceutique et cosmétique. L'article a été publié dans Chimie inorganique .

La réaction de réduction des sulfures organiques à partir d'oxydes, ou la désoxygénation des sulfoxydes, est un processus simple et direct d'élimination de l'oxygène d'un oxyde organique pour obtenir du sulfure. Cette réaction est importante car elle se produit dans les processus biologiques et dans la synthèse de nombreux composés organiques. Les sulfures organiques sont présents dans la plupart des antibiotiques, médicaments et composés biologiques. Les sulfures sont des intermédiaires clés dans la synthèse organique et sont des composants importants de nombreux produits chimiques fins tels que les parfums et les cosmétiques. Les formes de vie utilisent l'enzyme avec un cluster contenant du molybdène pour accélérer les réactions de réduction du sulfoxyde. Les clusters à base de molybdène sont utilisés avec succès pour produire non seulement des sulfures synthétiques, mais aussi d'autres classes de composés organiques importants tels que les phosphines et les oléfines. La synthèse de nouveaux catalyseurs au molybdène avec des propriétés améliorées basées sur la connaissance fondamentale des mécanismes de désoxygénation est une tâche importante et urgente.

"Un chimiste de synthèse moderne est un architecte et un constructeur. Connaissant les propriétés des matériaux de construction, les fragments de molécules, il modélise d'abord la structure d'une molécule complexe, puis l'assemble. Partant du constat que les acides phosphoniques présentent un certain nombre de propriétés remarquables dans l'environnement du molybdène, nous avons pu obtenir un amas de molybdène de type haltère, " écrivent les auteurs.

L'amas de molybdène a été synthétisé dans des conditions hydrothermales (dans l'eau et lorsqu'il est chauffé) en utilisant les sels d'acide de molybdène et un certain nombre d'acides phosphoniques. Les acides phosphoniques sont utilisés dans de nombreux domaines :l'industrie électrique, production de pétrole et de gaz, raffinage de pétrole, nourriture, industries de la parfumerie et du textile. Les acides phosphoniques ont un certain nombre de propriétés importantes pour obtenir un cluster en forme d'haltère. Premièrement, ils ne s'effondrent pas lorsqu'ils sont exposés à des températures supérieures à 100 degrés Celsius; Donc, ils peuvent être utilisés en synthèse avec une méthode de chauffage. Deuxièmement, ils n'interagissent pas avec l'eau, donc, dans leur synthèse, l'eau peut être utilisée comme solvant. Troisièmement, ils ont une forte affinité pour le métal et une tendance à former des ponts. En utilisant des méthodes modernes de modélisation et d'analyse structurelle, il a été possible de classer et de déterminer avec précision la structure du nouveau composé - l'amas octanucléaire de molybdène, dans lequel quatre noyaux de molybdène d'en bas et quatre noyaux d'en haut sont liés par un pont phosphate et sont en outre stabilisés par des groupes hydroxyle et des ions ammonium.

L'amas résultant était un catalyseur homogène efficace pour la réaction de réduction du diphénylsulfoxyde en diphénylsulfure. Un agent réducteur pinacol bon marché et respectueux de l'environnement a été utilisé pour la réaction. En faisant varier les conditions de synthèse (durée, Température, un type de solvant, une quantité de catalyseur), les chimistes ont réussi à atteindre un rendement de 99%. L'amas après traitement thermique à 310 degrés Celsius a montré une autre propriété importante qui est une conductivité protonique élevée. Ainsi, il peut être utilisé dans la préparation de matériaux membranaires fonctionnels pour la création de dispositifs électrochimiques tels que des capteurs, réservoirs de carburant, et supercondensateurs.

"Après un résultat aussi remarquable dans la réaction de réduction du sulfure de diphényle, nous avons testé le catalyseur dans la réduction d'autres sulfures organiques complexes. Et nous avons été agréablement surpris car les rendements des oxydes correspondants étaient également élevés. Le catalyseur peut être utilisé dans la synthèse d'un nombre encore plus grand de substances différentes. À l'avenir, nous prévoyons de tester ce catalyseur dans d'autres transformations catalytiques, " concluent les auteurs.