Химики открыли новый способ связывания кислорода с редкоземельными металлами

Химики из Университета Райса совершили прорыв в химии, открыв новый способ связывания кислорода с металлами f-блока, в частности с неодимом. Используя специальную «молекулярную корзину» для удержания атомов металла, ученые впервые заставили лантаноид (неодим) взаимодействовать с молекулярным кислородом через пи-связи, что ранее считалось невозможным.

Это открытие позволило получить высокореактивные соединения — лантанидные оксосоединения. Исследователи полагают, что такие молекулы могут стать синтетической альтернативой оксосоединениям железа, которые играют ключевую роль в биологических процессах, например, в работе ферментов печени, расщепляющих лекарства.

Работа опубликована в Journal of the American Chemical Society. Ученые использовали лигандную платформу, разработанную несколькими годами ранее, которая действует как «корзина», удерживающая атом металла и позволяющая точно настраивать его положение. Две такие «корзины» были размещены друг напротив друга, а между ними расположилась молекула кислорода, соединившая два атома неодима.

«Способность связывать молекулярный кислород с металлами f-блока и разрывать связь между двумя атомами кислорода позволяет нам потенциально создавать высокореактивные лантанидные оксосоединения и формировать химические вещества с высокой добавленной стоимостью. Мы могли бы открыть новую главу в химии лантаноидов», — заявил Рауль Эрнандес Санчес, доцент кафедры химии Университета Райса.

Хотя исследование проводилось только с неодимом, ученые уверены, что тот же метод сработает и с другими лантаноидами, а также, вероятно, с актиноидами. Исследование финансировалось Университетом Райса и Фондом Роберта А. Уэлча.