Ny måde at opdele hårde kulstofbindinger på kunne åbne døre for grønnere kemikalier

Et gennembrud fra kemikere ved University of Chicago kan en dag åbne muligheder for at fremstille kemikalier fra planter i stedet for olie, ved at skabe en ny metode til at knække visse hårde kulstof-til-kulstof-bindinger.

Et stort antal kemikalier i den naturlige og industrielle verden har rygraden lavet af kulstof-på-kulstof-bindinger. Disse bliver jævnligt skåret op under processer for at lave nye nyttige molekyler. Men en bestemt undergruppe af disse obligationer er meget stabil - og derfor svær at knække op. Kemikere vil gerne opdage nye måder at skære og omarrangere sådanne bindinger på; et bibliotek med sådan viden er nøglen til at finde værdifulde nye kemikalier eller mere effektive eller grønnere måder at gøre kendte på.

For eksempel, lignin - et molekyle fundet i planter og træer - har længe været set som en alternativ kilde til kemikalier fremstillet af råolie, som bruges til fremstilling af plast og kunstgødning. Men det indeholder mange af disse særligt hårde kulstof-kulstofbindinger. "Hvis vi havde en effektiv metode til at spalte disse bindinger, vi kunne potentielt gøre fuld brug af lignin som et bæredygtigt alternativ til petroleum, " sagde Guangbin Dong, professor i kemi ved UChicago og medforfatter til undersøgelsen.

Problemet er, at kulstof-kulstof-bindinger ofte er forbundet med særligt stærke ikke-polære forbindelser. Hvis de kunne sættes i visse konfigurationer, der tillader en tæt interaktion med en metalkatalysator, de kan brydes. Men før studiet, der var ingen kendt katalysator, der kunne bryde så uanstrengt, ikke-polære bindinger i lignin.

Dong, sammen med postdoc-forsker Jun Zhu og kandidatstuderende Jianchun Wang, udtænkt en ny metode til at bruge en metalhydridkatalysator til at knække bindingerne. Metalhydridet fungerer som et aktivt mellemprodukt, indsætter sig selv i kulstofbindingerne og griber så også fat i brint.

Metoden i sig selv er ikke egnet til kommerciel brug, men det giver proof of concept for fremtiden, sagde forskerne.

"Dette giver en åbning for yderligere undersøgelse af sådanne metoder, " sagde Dong. "Grundlæggende, vi vil gerne kende grænserne for, hvilken slags kulstof-kulstofbindinger, der kan aktiveres."