Это открытие поразило лаборатории: найден метод синтеза чистейших материалов без лишних затрат

Химики создали катализаторы на основе солей платины и воды, которые упрощают синтез силиконов. Новая технология позволяет получать чистые материалы при комнатной температуре, избегая загрязнения конечного продукта частицами металла. Результаты работы опубликованы в журнале Angewandte Chemie International Edition.

Силиконы применяются в медицине, быту и авиастроении благодаря своей эластичности и термостойкости. Основной стадией их получения является реакция гидросилилирования, где органический фрагмент с двойной или тройной связью взаимодействует с соединением кремния. В промышленности для этого используют платиновые катализаторы, которые обычно одноразовые и оставляют в продукте примеси металла, что ограничивает применение материалов и истощает запасы платины.

Механизм синтеза на границе фаз

Исследователи из ИНЭОС РАН, ИНХС РАН и ИОХ им. Н. Д. Зелинского разработали метод, при котором соль платины просто растворяют в воде. Реагенты-предшественники силиконов не смешиваются с водой и образуют слой над раствором, подобно маслу. Реакция происходит на границе этих двух фаз. Это избавляет от необходимости использовать сложное оборудование, дополнительные растворители и проводить трудоемкую очистку продукта от платины.

Учёный-химик Илья Сафронов отмечает, что разделение катализатора и продукта в таких системах происходит естественным образом, что исключает попадание металла в конечный материал и позволяет использовать одну и ту же порцию катализатора многократно.

В ходе тестов метод проверили на сотне различных реакций. Для соединений, которые хуже поддавались синтезу, в водный раствор добавили бромид калия. Это позволило создать более стабильные активные частицы платины и обеспечить высокую эффективность реакции даже для сложных молекул.

Практическая применимость

Разработанная система сохраняет эффективность даже после 15 циклов работы. Авторы создали прототип поточного реактора, который позволяет вести синтез непрерывно и автоматически разделять катализатор и готовые силиконы.

Метод уточняет способ проведения гидросилилирования, делая его более экологичным и дешевым. Главным ограничением остается необходимость дальнейшей проверки масштабируемости технологии до полноценных промышленных объемов. В дальнейшем исследователи планируют расширить перечень применимых каталитических систем.