Bæredygtig elektrosyntese af estere

Kemikere fra National University of Singapore har opdaget, hvordan acetatestere kunne elektrosyntetiseres fra vand og kulilte på en miljømæssigt bæredygtig måde.

Den elektrokatalytiske reduktion af kuldioxid eller kulilte ved brug af vedvarende elektricitet er en lovende grøn fremstillingsmetode til fremstilling af kemikalier. Hidtil er en lang række kulholdige produkter, herunder alkoholer, carbonhydrider og carboxylsyrer blevet fremstillet ved anvendelse af denne metode. Interessant nok er estere, en vigtig familie af organiske forbindelser, ikke blevet dannet på samme måde. Der er mange anvendelsesmuligheder for estere, hvoraf nogle omfatter opløsningsmidler og smøremidler. De fremstilles klassisk gennem støkiometriske reaktioner såsom Fischer-esterificering. Startreagenserne stammer typisk fra fossile ressourcer, og kemisk affald genereres efter reaktionen, hvilket gør processen miljøvenlig.

Et forskerhold ledet af lektor Yeo Boon Siang (Jason) fra Institut for Kemi, NUS i samarbejde med Dr. Sumit Verma og Dr. Ramesha Ganganahalli fra det internationale energiselskab Shell har opdaget, hvordan C₃ —C₆ acetatestere kan elektrosyntetiseres fra carbonmonoxid og vand ved hjælp af kobberkatalysatorer i en membranelektrodesamling. Ethylacetat og propylacetat kan fremstilles med en total Faradaic effektivitet (FE) på omkring 22 % og med en strømtæthed på op til 55 mA/cm ² sammen med mindre mængder methylacetat og butylacetat. Esterne blev fremstillet via additionsreaktionen af ​​ethenon (H₂ C=C=O) og alkoholer produceret under CO-reduktion. Den næsten vandfri reaktionstilstand og det høje lokale pH-niveau spiller nøgleroller i dannelsen af ​​esterne.

NUS og Shell var tidligere sidste år blevet enige om i fællesskab at udvikle processer til at skabe grønne brændstoffer og kemikalier til energiindustrien.

Prof Yeo sagde:"Dette arbejde er et resultat af samarbejdet mellem NUS og Shell om bæredygtigt at skabe kemikalier. Vores team har haft held med at udvikle en elektrokemisk drevet proces til fremstilling af estere ved hjælp af vedvarende råmaterialer såsom kulilte og vand."

Med udgangspunkt i forskningsresultaterne fra deres arbejde planlægger forskerholdet at udvikle katalysatorer med højere esterkonverteringseffektivitet. + Udforsk yderligere

Metalfri katalysator udvider rækkevidden af ​​estersyntese