Скандий, считавшийся инертным, оказался мощным фотокатализатором под синим светом
Автор: Якуб Драхонски (UCT)
Учёные из Пражского университета химии и технологий (UCT Prague) обнаружили новую каталитическую роль скандия — элемента, соли которого долгое время считались редокс-стабильными, то есть не участвующими в окислительно-восстановительных реакциях. Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, показывает, что простая соль скандия может действовать как мощный фотокатализатор, используя синий свет для запуска важных реакций органического окисления.
Под руководством профессора Радека Цибулки команда продемонстрировала, что трифлат скандия (Sc(OTf)₃) эффективно обеспечивает ключевые химические превращения, включая аэробное окисление таких соединений, как толуол, в ценные кислоты с использованием кислорода из воздуха, и прямое образование связи C-C, необходимое для присоединения циано-групп к ароматическим кольцам — важный шаг в разработке лекарств.
Это открытие опровергает давнее убеждение, что скандий «редокс-инертен» и непригоден для фотокатализа, предлагая альтернативу традиционным катализаторам на основе дорогих и редких металлов, таких как иридий и рутений.
«Открытие было совершенно неожиданным, — говорит профессор Цибулка. — Оно указывает на совершенно новое применение для скандия, относительно распространённого, но недооценённого металла».
Исследование команды показывает, что ключевую роль играет сильное сродство скандия к кислороду. Ион скандия образует комплекс с молекулярным кислородом, и именно этот скандий-кислородный комплекс поглощает свет. В возбуждённом состоянии он может отбирать электрон у органической молекулы, инициируя химическую реакцию. Этот критически важный промежуточный скандий-супероксидный комплекс был непосредственно наблюдён, что подтверждает новый механизм.
Работа, являющаяся частью проекта Eco&Stor, стала результатом сотрудничества между UCT Prague, Институтом физической химии имени Я. Гейровского и международными партнёрами.
Больше информации: Amal Hassan Tolba et al, Redox-innocent scandium(III) as the sole catalyst in visible light photooxidations, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-63233-4
0 комментариев