Порфирины – это азотсодержащие органические соединения, способные к образованию комплексов с атомами металлов. Самые известные структуры на основе порфиринов – это хлорофилл, комплекс порфирина с атомом магния, и гем (небелковая часть молекулы гемоглобина), комплекс порфирина с атомом железа.

Учёные активно исследуют свойства порфиринов. На их основе созданы различные катализаторы, красители, лекарственные средства, органические полупроводники и т.д. Исследователи из Технологического университета Граца (Австрия) синтезировали комплекс порфирина с атомом иридия. Они продемонстрировали, что новое вещество может использоваться как высокочувствительный сенсор кислорода. Отчёт об исследовании будет опубликован в European Journal of Inorganic Chemistry и уже сейчас доступен на сайте журнала.

«Насколько мы знаем, о фосфоресцирующих иридийсодержащих порфиринах до сих пор ничего не было известно, – пишут авторы. – Это неудивительно, если учесть, что синтезировать такие вещества намного сложнее, чем родственные им металлопорфирины, содержащие платину или палладий. Про такие порфирины известно, что они способны к фосфоресценции при комнатной температуре, и мы выясняли, обладает ли таким свойством комплекс порфирина с иридием».

Учёные продемонстрировали, что комплексы порфирина с иридием действительно проявляют выраженную способность к свечению. Кроме того, обнаружилось, что физические свойства комплекса, в частности его способность к свечению, можно изменять в широких пределах при добавлении к молекулярному комплексу дополнительных строительных блоков (лигандов).

Учёные работали с иридием в степени окисления III. Он может образовывать три прочные ковалентные связи и дополнительно вступать в слабые взаимодействия ещё с тремя атомами. Иридий, локализованный в центре молекулы порфирина, был способен присоединять к себе ещё два любых лиганда. Исследователи продемонстрировали, что добавление небольших липофильных молекул, таких как пиридин, приводит к получению высокоэффективного сенсора кислорода. При взаимодействии с кислородом резко изменяется интенсивность свечения всего комплекса.

Авторы выяснили, что новое соединение обладает не меньшей способностью к фосфоресценции, чем комплексы порфирина с платиной или палладием. При этом комплекс с иридием намного перспективнее для создания сенсоров, так как к нему можно присоединять различные лиганды. Это позволяет управлять растворимостью молекул в разных жидкостях, интенсивностью их свечения, способностью связываться с веществами, присутствующими в среде. Исследователи предлагают использовать комплекс порфирина с иридием для создания кислородного сенсора, работающего в живых тканях и оценивающего интенсивность клеточного дыхания. Скорее всего, у нового металлопорфирина будет и много других областей применения.

Источник информации:

Klaus Koren, Sergey M. Borisov, Robert Saf and Ingo Klimant Strongly Phosphorescent Iridium(III)–Porphyrins – New Oxygen Indicators with Tuneable Photophysical Properties and Functionalities. – European Journal of Inorganic Chemistry. DOI: 10.1002/ejic.201100089.