Ученые синтезировали органические селенсодержащие соединения — лиганды, которые эффективно связывают разные — как положительно, так и отрицательно заряженные — ионы. Благодаря этому свойству полученные молекулы можно будет использовать для ускорения химических превращений, создания сенсоров и очистки воды. Кроме того, авторы показали, что некоторые из лигандов обладают противогрибковым эффектом: они оказываются в два раза эффективнее широко применяемого в сельском хозяйстве фунгицида. Результаты исследования, поддержанного грантом Президентской программы Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Inorganic Chemistry.
Работа на спектрометре. Источник: Александр Цховребов
В неорганической химии широко используются органические лиганды — молекулы, образующие комплексы с различными атомами или заряженными частицами, например неметаллами или ионами металлов. Такие соединения применяются в качестве катализаторов для ускорения химических превращений, при создании фотолюминесцентных (светящихся) материалов и молекулярных магнитов. Кроме того, известно, что селенсодержащие органические лиганды обладают противомикробным действием, и их рассматривают в качестве средств для борьбы с бактериальными инфекциями. Поэтому синтез новых подобных соединений на сегодняшний день очень востребован.
Ученые из Российского университета дружбы народов имени Патриса Лумумбы (Москва) синтезировали новый класс селенсодержащих органических лигандов. За основу исследователи взяли доступное и дешевое ароматическое вещество, содержащее атомы азота и селена. Путем его окисления получили искомый лиганд — молекулу с четырьмя ароматическими кольцами, двумя атомами селена и пятью атомами азота. Затем его модифицировали, дополнительно введя в структуру различные дополнительные химические группы и атомы металлов, таких как железо, медь, золото и серебро.
Предложенный подход позволил синтезировать лиганд и его производные практически без примесей, благодаря чему продукт не требует дополнительной очистки. Это, в свою очередь, повышает синтетическую доступность данного класса соединений и позволит в будущем расширить сферы применения производных на основе нового селенсодержащего лиганда.
Отличительная особенность полученных соединений состоит в том, что они обладают положительным зарядом и могут вступать во взаимодействие как с ионами металлов, так и с отрицательно заряженными частицами. Это достаточно редкое явление, поскольку в большинстве случаев лиганды имеют либо отрицательный заряд, либо не несут его вовсе.
Поскольку селенсодержащие органические соединения часто проявляют антибактериальные и противогрибковые свойства, авторы протестировали биологическую активность новых молекул. Оказалось, что производные лиганда, содержащие металлы — железо, медь, золото и серебро, — имеют выраженную противогрибковую активность. Так, например, комплекс лиганда с золотом в два раза эффективнее борется с грибком-паразитом хвойных, чем традиционный фунгицид, широко применяемый в сельском хозяйстве.
«Полученный нами положительно заряженный лиганд эффективно связывает разные ионы, как положительно, так и отрицательно заряженные. Изменение структуры этой молекулы позволяет целенаправленно получать системы с нужными нам свойствами. Это поможет, например, добиться высокой эффективности в отношении микробных агентов, в том числе грибов. Сейчас мы видим наиболее перспективное развитие этой работы в области детектирования и осаждения как ионов металлов, так и различных анионов, что может пригодиться в очистке воды и других сложных растворов от примесей, а также при создании новых материалов для сенсоров», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Александр Цховребов, доктор химических наук, профессор кафедры неорганической химии РУДН.
Информация и фото предоставлены пресс-службой Российского научного фонда
