Forskere løfter sløret for rutheniumkatalysator til ny reaktionsopdagelse og optimering

Forskere ved University of Manchester har udviklet en ny katalysator, som har vist sig at have en bred vifte af anvendelser og potentiale til at strømline optimeringsprocesser i industrien og understøtte nye videnskabelige opdagelser.

Katalysatorer, der ofte betragtes som kemiens ubesungne helte, er medvirkende til at accelerere kemiske reaktioner og spiller en afgørende rolle i skabelsen af ​​de fleste fremstillede produkter. For eksempel produktionen af ​​polyethylen, en almindelig plast, der bruges i forskellige hverdagsting såsom flasker og beholdere eller findes i biler til at omdanne skadelige gasser fra motorens udstødning til mindre skadelige stoffer.

Blandt disse er ruthenium - et platingruppemetal - dukket op som en vigtig og almindeligt anvendt katalysator. Selvom de er et kraftfuldt og omkostningseffektivt materiale, har meget reaktive rutheniumkatalysatorer længe været hæmmet af deres følsomhed over for luft, hvilket udgør betydelige udfordringer i deres anvendelse. Det betyder, at deres brug hidtil har været begrænset til højtuddannede eksperter med specialiseret udstyr, hvilket begrænser den fulde anvendelse af rutheniumkatalyse på tværs af industrier.

I ny forskning offentliggjort i tidsskriftet Nature Chemistry , afslører forskere ved University of Manchester, der arbejder med samarbejdspartnere hos den globale biofarmaceutiske virksomhed AstraZeneca, en rutheniumkatalysator, der har vist sig at være langtidsstabil i luft, samtidig med at den opretholder den høje reaktivitet, der er nødvendig for at lette transformative kemiske processer.

"Vi er ekstremt begejstrede for denne opdagelse. Vores nye rutheniumkatalysator kan prale af uovertruffen reaktivitet, samtidig med at den bevarer stabiliteten i luften - en bedrift, som man tidligere troede var uopnåelig. Ud over at eliminere behovet for specialiseret udstyr eller håndteringsprocedurer, gør den også det muligt for brugeren at køre samtidigt reaktioner, der letter hurtig screening og strømlining af optimeringsprocedurer.

"Dette betyder, at procedurer er hurtigere, mere miljøvenlige og ophobning af store mængder affald forhindres," sagde Gillian McArthur, hovedforfatter og Ph.D. studerende ved University of Manchester

Opdagelsen muliggør enkle håndterings- og implementeringsprocesser og har vist alsidighed på tværs af en bred vifte af kemiske transformationer, hvilket gør det tilgængeligt for ikke-specialistbrugere at udnytte rutheniumkatalyse. Samarbejde med AstraZeneca viser denne nye katalysators anvendelighed i industrien, især i udvikling af effektiv og bæredygtig lægemiddelopdagelse og fremstillingsprocesser.

Dr. James Douglas, direktør for High-Throughput Experimentation, som samarbejdede om projektet fra AstraZeneca, sagde:"Katalyse er en kritisk teknologi for AstraZeneca og den bredere biofarmaceutiske industri, især da vi søger at udvikle og fremstille den næste generation af lægemidler på et bæredygtigt Denne nye katalysator er en fantastisk tilføjelse til værktøjskassen, og vi begynder at udforske og forstå dens industrielle anvendelser."

Den nye tilgang har allerede ført til opdagelsen af ​​nye reaktioner, der aldrig er blevet rapporteret med ruthenium, og med dets øgede alsidighed og tilgængelighed forventer forskerne yderligere fremskridt og innovationer på området.

Flere oplysninger: Gillian McArthur et al., En luft- og fugtstabil ruthenium-prækatalysator til forskellig reaktivitet, Nature Chemistry (2024). DOI:10.1038/s41557-024-01481-5

Journaloplysninger: Naturkemi

Leveret af University of Manchester