Ученые из Института физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН решили проявить смекалку и увеличить эффективность порфиринового катализатора. И нет, это не какой-то магический ритуал, а точный научный подход, благодаря которому удалось в сто раз повысить эффективность реакций фотоокисления для производства сульфоксидов — соединений, столь необходимых в фармацевтической промышленности.
Сульфоксиды, как ни странно, имеют высокую ценность в органическом синтезе, особенно на начальной стадии производства лекарств. Порфириновые соединения играют здесь роль фотосенсибилизаторов, что, между прочим, позволяет им генерировать синглетный кислород для окисления сульфидов до сульфоксидов.
Конечно, не каждое порфириновое соединение подходит для такой роли. Ученые провели квантово-химические расчеты, а затем проверили свои теории экспериментально, чтобы найти идеальные условия для реакции.
«Для повышения эффективности необходимо понимать механизм реакции, — говорит один из авторов работы, Степан Коробков. — В этой работе мы впервые объединили теоретические расчеты и экспериментальный анализ, что позволило глубже разобраться в нюансах окислительных процессов».
Исследования показали, что на реакцию влияет металлический ион, связанный с порфириновым кольцом. В итоге остановились на индиевом порфирине и исследовали, как различные параметры, такие как количество катализатора и состав растворителя, влияют на конечный продукт.
Эксперименты проводились с различными спиртами и в присутствии уксусной кислоты. Полученные данные позволили создать протокол реакции, который успешно окислял разные серосодержащие субстраты. После масштабирования процесса ученые получили несколько граммов сульфоксидов.
«Используя обыкновенный порфириновый катализатор, нам удалось увеличить эффективность почти в 100 раз. В будущем планируем использовать более активные катализаторы, пусть и дорогие», — добавил Степан Коробков.
Работа была поддержана Российским научным фондом.
