Ученые ЮУрГУ проводят систематические исследования органических соединений сурьмы, включая их практически значимые свойства. Последнее исследование посвящено фотокаталитической активности соединений сурьмы, которые могут разлагать стойкие загрязняющие вещества и использоваться для очистки сточных вод. Результаты исследования опубликованы в высокорейтинговом научном журнале «Russian Journal of Inorganic Chemistry» (Q2), который входит в базу данных Scopus.
Новые соединения сурьмы можно использовать как фотокатализаторы
В последние годы ученые-химики уделяют все больше внимания разработке фотокаталитических материалов на основе металлоорганических комплексов. Фотокатализаторы помогают решить проблему с загрязнением окружающей среды, разлагая попадающие на них инородные частицы за счет процесса фотокатализа (ускорения химической реакции под действием света). Исследователи далеко продвинулись в изучении комплексов переходных металлов, но работа с комплексами непереходных элементов только начинается. К химическим элементам, фотокаталитические свойства соединений которых почти не изучены, относится сурьма — металл, расположенный в таблице Д.И. Менделеева под 51 номером.
Исследованием сурьмаорганических соединений уже несколько лет занимаются ученые Химического факультета Института естественных и точных наук Южно-Уральского государственного университета. Особый интерес вызывают свойства органических соединений сурьмы, которые могут найти практическое применение. Например, у дикарбоксилатов триарилсурьмы таких свойств обнаружено несколько, при этом их разнообразие определяется природой заместителей (атомных групп), соединенных с атомом металла.
Продолжая исследования по этой теме, ученые ЮУрГУ первыми в мире синтезировали базовое соединение трис(5-бром-2-метоксифенил)сурьму и ее производные.
«Мы обнаружили, что дикарбоксилаты трис(5-бром-2-метоксифенил)сурьмы приводят к фотодеструкции органических красителей: метилового фиолетового и метиленового синего — при этом фотокаталитическая активность соединений зависит от природы карбоксилатного остатка. Очень важно, что производные сурьмы не растворимы в воде и в условиях фотодеструкции остаются стабильными, что позволяет их использовать как фотокатализаторы», — рассказала доктор химических наук, профессор Ольга Шарутина.
Синтез дикарбоксилатов трис(5-бром-2-метоксифенил)сурьмы осуществляли одностадийным методом окислительного присоединения, который несколько лет разрабатывался командой исследователей в ЮУрГУ. Его достоинством является высокий выход и высокая чистота целевых продуктов. Чтобы установить строение соединений, ученые применили метод рентгеноструктурного анализа на современном дифрактометре Bruker D8 QUEST. Вся полученная информация о строении впервые синтезированных соединений передана на хранение в международный Кембриджский банк структурных данных. Фотокаталитическую активность изучали с помощью УФ-спектрометра Shimadzu UV2700. Это оборудование есть в НОЦ «Нанотехнологии» ЮУрГУ.
.jpg)
Органические соединения сурьмы для очистки водоемов
Результаты исследования, посвященного фотокаталитическим свойствам соединений трис(5-бром-2-метоксифенил)сурьмы, могут применяться при деструкции трудноразлагаемых химических соединений, попадающих в воду. В первую очередь, речь идет о стоках промышленных предприятий. Дальнейшие исследования будут направлены на выявление новых практически значимых свойств органических соединений сурьмы.
Добавим, что химики ЮУрГУ активно сотрудничают с иностранными коллегами. Например, аспирант южноуральского вуза Екатерина Артемьева во время стажировки в Австралии (Университет Монаша, Мельбурн) изучала антилейшманиозную активность дикарбоксилатов трис(5-бром-2-метоксифенил)сурьмы и других сурьмаорганических соединений. По результатам этих исследований готовятся три публикации вместе с австралийскими коллегами, в которых раскрывается потенциальная возможность использования изученных соединений в медицине при разработке лекарственных препаратов.
Ранее Екатерина Артемьева изучала органические соединения пятивалентной сурьмы и под руководством ученых ЮУрГУ разрабатывала методы синтеза арильных комплексов сурьмы (V) с тетракетонатными лигандами. Исследование было отмечено на конкурсе «Научная перспектива», проводимом в ЮУрГУ в рамках Проекта «5-100». На том же конкурсе отличился Андрей Ефремов. Целью его работы была разработка надежной методики синтеза дикарбоксилатов и диоксиматов трифенилсурьмы, который поможет создать противоопухолевые препараты.
ЮУрГУ — участник Проекта «5-100», призванного повысить конкурентоспособность российских университетов среди ведущих мировых научно-образовательных центров. Исследования в области экологии являются одними из трех стратегических направлений развития научной и образовательной деятельности Южно-Уральского государственного университета наряду с цифровой индустрией и материаловедением.