Химики СПбГУ первыми создали соединения платины для синтеза полимеров и лекарств с помощью зеленого света

Ученые по всему миру уже давно изучают возможности использования световой энергии, ведь она поступает прямо от Солнца и ее не нужно добывать, как газ или нефть. Так, химики активно используют специальные вещества — фотокатализаторы, которые запускают химические реакции под воздействием света.

Результаты исследования опубликованы в журнале Chemistry — A European Journal.

Они работают без нагрева или высокого давления, что требуется для многих химических процессов. Благодаря этому реакции проходят в щадящих условиях, а значит, позволяют использовать даже вещества, подверженные разложению. Кроме того, процесс синтеза становится безопаснее и дешевле. Таким образом, фотокатализ делает производство важных для жизни полимеров и лекарств доступнее и эффективнее.

Создание новых фотокатализаторов — это сложная и многогранная задача, требующая разработки «умных» молекул, способных не только поглощать свет, но и эффективно преобразовывать поглощенную энергию в полезные химические реакции. На сегодняшний день универсальных рецептов для проектирования таких молекул не существует, однако исследователи из Санкт‑Петербургского государственного университета достигли значительных успехов в этой области.

Коллектив ученых СПбГУ предложил использовать металлоорганические соединения платины, которые одновременно выполняют функции фотосенсибилизаторов и металлокомплексных катализаторов в одном каталитическом цикле. То есть они могут улавливать свет и ускорять химические реакции в одном химическом процессе.

Разработанные учеными‑химиками Университета катализаторы показали свою эффективность на примере реакции, где из гидросилилирования алкинов получают функционализированные винилы — важный материал для создания разных полимеров. При освещении новые платиновые соединения очень быстро и эффективно проводят реакцию, превращая исходные вещества в нужные продукты.

Как отмечают исследователи, эти катализаторы демонстрируют выдающуюся эффективность: даже в концентрации в 1000 раз меньшей, чем реагенты, они способны полностью преобразовывать их в конечные продукты.

«Уникальность наших фотокатализаторов проявляется в их модульной структуре. Замена модулей позволяет адаптировать характеристики катализаторов под конкретные задачи. Например, введение аминогруппы в циклический скелет значительно повышает эффективность платиновых соединений, позволяя им работать даже при воздействии мягкого зеленого излучения», — пояснил ведущий исследователь проекта, доцент СПбГУ Михаил Кинжалов (кафедра физической органической химии).

Традиционно для активации фотокатализаторов используется синий свет, обладающий наибольшей энергией среди излучения видимого диапазона. Однако высокая энергия синего света иногда оказывается губительной для продуктов реакции, приводя к их разрушению или нежелательным побочным превращениям, например к формированию смеси продуктов. Активация зеленым излучением позволяет реакции протекать более естественно и приводит к образованию единственного желаемого продукта.

«До сих пор было мало примеров веществ, которые могли бы работать как катализаторы под мягким зеленым светом, и среди них еще не было соединений платины. Благодаря нашей работе такие вещества получены, и они могут сильно улучшить производство важных материалов, используемых в медицине, авиации и машиностроении», — подчеркнула исследователь проекта, аспирант СПбГУ Мария Кашина (кафедра физической органической химии).

Исследование поддержано грантом Министерства науки и высшего образования РФ для крупных научных проектов № 075-15-2024-553.

Санкт‑Петербургский государственный университет — старейший университет России — был основан 28 января (8 февраля) 1724 года, когда Петр I издал указ об учреждении Университета и Российской академии наук. Сегодня СПбГУ — научный, образовательный и культурный центр мирового уровня. В 2024 году Санкт‑Петербургский университет отмечает свой 300‑летний юбилей.

План мероприятий в рамках празднования юбилея Университета был утвержден на заседании оргкомитета по празднованию 300‑летия СПбГУ, которое провел заместитель председателя Правительства РФ Дмитрий Николаевич Чернышенко. Среди таких мероприятий — присвоение малой планете имени в честь СПбГУ, выпуск банковских карт со специальным дизайном, брендирование самолета авиакомпании «Россия» и многое другое. В честь 300‑летия Санкт‑Петербургского государственного университета в почтовое обращение вышла марка, на которой изображены здание Двенадцати коллегий и памятник графу С. С. Уварову. Также с космодрома Байконур была запущена ракета «Союз» с символикой Университета.

По решению губернатора Санкт‑Петербурга Александра Дмитриевича Беглова 2024 год в Северной столице объявлен годом Санкт‑Петербургского университета. В день 300‑летия СПбГУ на Ростральных колоннах зажгли факелы. Дворцовый мост украсили флаги Университета, а общественный транспорт — его символика. В мае 2024 года Университет впервые принял участие в праздновании Дня города и стал отдельной площадкой для мероприятий. Также СПбГУ запустил сайт, посвященный юбилею, с информацией о выдающихся универсантах, научных достижениях и подробностях празднования.