Исследователи Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН совместно с коллегами из НИУ ВШЭ, Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова и Дальневосточного федерального Университета открыли новый класс слоистых соединений редкоземельных элементов. Эти основные соли формируются при взаимодействии оксидов РЗМ с водными растворами простейшей аминокислоты глицина. Прорывное открытие расширяет фундаментальное понимание химии редкоземельных элементов и открывает новые пути к созданию функциональных материалов для биомедицины (биовизуализация, доставка лекарств), сенсорики (люминесцентные детекторы температуры) и катализа. Результаты опубликованы в European Journal of Inorganic Chemistry.
Неожиданная реакция хорошо изученных веществ
Оксиды редкоземельных элементов и аминокислоты исследуются химиками десятилетиями. Первые широко применяются в лазерных, электронных и каталитических технологиях, вторые известны как базовые "кирпичики жизни". Казалось, их свойства изучены полностью. Однако новое исследование показало: даже в этой области возможны неожиданные открытия. Оксиды РЗЭ способны реагировать с простейшей аминокислотой глицином, образуя новые слоистые соединения.
Перспективные оксогидроксоглицинаты
Ученые из Москвы и Владивостока синтезировали и описали уникальный класс слоистых соединений РЗЭ с глицином оксогидроксоглицинаты. Эти соединения весьма необычны. Способ их получения также нестандартен: глицин способен "расщеплять" кристаллическую структуру оксидов РЗЭ при небольшом нагреве, даже если оксиды предварительно прокаливались при 1000 градусах Цельсия. Оксогидроксоглицинаты признаны перспективными для биомедицины и химической промышленности.
"Недостающее звено" между оксидами и гидроксидами
Химическое поведение новых соединений напоминает слоистые гидроксиды РЗЭ, открытые около 20 лет назад и служащие платформой для передовых материалов, включая люминесцентные сенсоры. Однако структурные особенности отличают их от гидроксидов и сближают с оксидами РЗЭ. Это делает их своеобразным "недостающим звеном" между оксидами и слоистыми гидроксидами редкоземельных элементов.
Топотактический механизм формирования
Дополнительные эксперименты выявили, что более крупные аминокислоты (аланин, фенилаланин) в аналогичных условиях с оксидами РЗЭ не реагируют. Это позволило авторам предположить топотактический механизм формирования новых соединений: в ходе реакции частично сохраняется пространственное расположение катионов, характерное для исходных оксидов РЗЭ.
Работа поддержана Российским научным фондом (номер проекта 24-73-00216).
Источник: indicator.ru
