Сотрудники лаборатории новых физико-химических проблем Института физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН выявили выдающиеся свойства порфолактонов — соединений, похожих на порфирины, которые используются как фотокатализаторы для окисления органических сульфидов. Об этом «Жуковский.Life» рассказали в пресс-службе РАН.
Исследование показало, что даже при малом количестве порфолактона (соотношение сульфида к катализатору 10 000 к 1) происходит полное и селективное превращение сульфидов в сульфоксиды. Введение катиона индия(III) в структуру порфолактона увеличивает его активность более чем в 8 раз. Ключевым результатом стало достижение рекордного числа каталитических циклов — до 830 тысяч, что значительно превосходит показатели известных фотокатализаторов.
Используемый метод фотокатализа относится к экологичным технологиям «зелёной химии», где в качестве ресурсов применяются свет и кислород из воздуха, без токсичных окислителей. Порфирины, традиционно применяемые в фотокатализе, обладают способностью возбуждаться светом и активировать кислород, что даёт эффективное и селективное окисление.
Учёные разработали метод синтеза димеров порфиринов, которыми связаны две молекулы через пиразиновый мостик. Однако эти дипорфирины оказались менее устойчивыми при освещении, что ограничило их применение. В противоположность этому, порфолактон проявил высокую фотостабильность и каталитическую активность. Исследования подтвердили, что порфолактоны — малоизученный, но перспективный класс соединений для фотокатализа.
Таким образом, открытие порфолактонов с высокой эффективностью и устойчивостью открывает новые возможности для экологичных методик синтеза в органической химии.
Создан алгоритм для моделирования взаимодействия света и виртуальных частиц. Вакуум, как выяснили учёные, не пустой — в нём постоянно появляются и исчезают виртуальные частицы, что может влиять на лазерное излучение, вызывая необычные явления, такие как «отталкивание» фотонов и отражение от виртуальных поверхностей.