Forskere elektrificerer aluminium for at fremskynde vigtig proces

Forskere har fundet en måde i laboratoriet at forkorte den tid, det tager at skabe et nøglekemikalie, der bruges til at syntetisere en række forskellige lægemidler, gødning og andre vigtige stoffer.

Fundet kan gøre en række industrielle fremstillingsprocesser billigere og mere effektive. Og alt det kræver, i det væsentlige, elektrificerer en aluminiumsbeholder, der indeholder de rigtige kemikalier.

I en undersøgelse for nylig offentliggjort i Journal of the American Chemical Society , forskerholdet beskrev, hvordan man forkorter en proces for at omdanne et kemikalie - triphenylphosphinoxid - til et andet kemikalie - triphenylphosphin. Triphenylphosphin er et vigtigt kemikalie til fremstilling af materialer, der forbedrer landbruget eller kan bruges som lægemidler.

"Det kan gøre det nemmere eller billigere at producere visse lægemidler, materialer, landbrugskemikalier - i det væsentlige al organisk syntese, " sagde Christo Sevov, en assisterende professor i kemi ved Ohio State University og seniorforfatter af undersøgelsen.

Producenterne er allerede ved at få denne konvertering til at ske, men processen, hvorved de gør det, er langvarig og dyr. Processen bruger også et stof, fosgen, som er giftigt for mennesker.

"Ingen ønsker at bruge fosgen - det er utrolig giftigt - men du skal bruge det for at genaktivere kemikalierne - og du har brug for meget af det, "Sevov sagde. Phosgen er et højenergikemikalie; at høj energi er nødvendig for at omdanne triphenylphosphinoxid til triphenylphosphin, han sagde.

Den nuværende omdannelsesproces producerer også kuldioxid - noget kemikere har forsøgt at finde ud af, hvordan man begrænser.

Undersøgelsen offentliggjort af Sevov og hans forskningsgruppe viser, at den energi, der er nødvendig for at muliggøre denne konvertering, kan ske ved at sende en elektrisk ladning gennem en aluminiumscontainer. At gøre det giver nok energi til at tillade aluminium at bryde en af ​​de kemiske bindinger i triphenylphosphinoxid - i det væsentlige, at fjerne ilt fra det molekyle - og at efterlade bare triphenylphosphin.

"Vi skar bare toppen af ​​en aluminiums sodavand og hældte alt, hvad vi havde brug for, derinde. Derefter klippede vi et par elektriske ledninger til dåsens væg, og så var det den elektricitet, vi havde brug for til at lave omdannelserne, " sagde Sevov.

Kemikere har i årtier forsøgt at forkorte denne omdannelsesproces og finde en måde at opnå omdannelsen på uden at bruge giftige kemikalier. Sevovs forskningsgruppe, som studerer samspillet mellem elektricitet og kemikalier, opdagede denne genvej næsten ved et uheld, mens du arbejder på et andet eksperiment.

Shuhei Manabe, en forsker i Sevovs laboratorium, bemærkede, at introduktionen af ​​aluminium og elektricitet gjorde det muligt for holdet at konvertere et kemikalie til det andet med meget lidt affald.

Sevov sagde, at enkelheden i denne proces var overraskende for hele forskerholdet.

"Som regel, du får en hel rod af biprodukter, når du konverterer det ene til det andet - det er derfor, ingen gør dette i et enkelt trin, " sagde han. "Og det er virkelig trinene i konverteringsprocessen, der gør tingene dyre. Hvis du kan skære skridt, det gør det endelige produkt meget billigere."