En forbedret ruthenium-baseret katalysator til primær aminsyntese

Forskere ved Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech) har udviklet en højtydende genanvendelig ruthenium-baseret katalysator til produktion af primære aminer. Deres metode repræsenterer et stort fremskridt for udviklingen af ​​effektive katalysatorer, der muliggør selektiv omdannelse af alkoholer til primære aminer under milde reaktionsbetingelser.

Primære aminer er ekstremt alsidige byggesten, der bruges til fremstilling af mange slags farvestoffer, rengøringsmidler, lægemidler og landbrugskemikalier. Indtil nu, der er udviklet adskillige metoder til fremstilling af primære aminer ved hjælp af katalysatorer indeholdende ruthenium, kobolt og platin, som alle kræver tilsætning af molekylært hydrogen. Syntese af primære aminer ved direkte substitution af alkoholer med ammoniak har været en langvarig udfordring.

Nu, forskere ved Tokyo Tech rapporterer om en heterogen ruthenium-baseret katalysator (Ru-MgO/TiO ₂ ) i stand til at drive direkte aminering af alkoholer til fremstilling af primære aminer uden at skulle indføre brintgas. De viste, at katalysatoren virker ved lave temperaturer, omkring 100°C. Den lette tilgængelighed af alkoholer og lave omkostninger ved ammoniak gør systemet både omkostningseffektivt og miljøvenligt.

Sammenlignet med tidligere ruthenium-baserede systemer, Ru-MgO/TiO ₂ opnåede højere udbytter (op til 94%) af de ønskede primære aminer. Genbrugsforsøg viste, at efter basisbehandling, katalysatoren kunne genbruges tre gange uden væsentligt tab af aktivitet.

Deres studie, udgivet i Kemisk Videnskab , tyder på, at MgO-komponenten i katalysatoren spiller en vigtig rolle i at øge reaktiviteten gennem elektrondonation fra MgO til Ru.

Forskerne påpeger, at det nye katalytiske system kan anvendes på en række forskellige alkoholer, og kunne tjene som en designguide for andre nye heterogene katalysatorer.

Ud over, Ru-MgO/TiO ₂ kunne give en effektiv syntetisk rute til produktion af 2, 5-bis(aminomethyl)furan (BAMF), en attraktiv forbindelse, der bruges som hærder til epoxyharpikser, som bruges i mange typer belægninger og klæbemidler. Brug af biomasse-afledt 2, 5-bis(hydroxymethyl)furan (BHMF) som et substrat, undersøgelsen viste, at den ønskede BAMF blev opnået ved 86 % udbytte, bedre end tidligere systemer.