Undersøgelse viser, at rensevæske lover bæredygtig organisk syntese

Det udbredte rense- og affedtningsmiddel perc kan omdannes til nyttige kemikalier ved en ny, ren, sikker og billig procedure. Kobe University-opdagelsen ved hjælp af on-demand UV-aktivering kan åbne vejen til upcycling perc og dermed bidrage til et mere bæredygtigt samfund.

Organisk syntese er fremstilling af nyttige kemikalier, såsom lægemidler, fra andre tilgængelige kemikalier. Kemikere bruger generelt kildematerialer til at skabe simple byggesten, såsom carbonatestere, og kombinere dem til stadig mere komplekse strukturer.

Kildematerialerne til dette skal være reaktive, hvilket også normalt gør dem giftige, såsom det almindeligt anvendte fosgen. Af denne grund leder kemikere konstant efter nye kildematerialer, der er sikrere og mere miljøvenlige, samtidig med at de bevarer deres reaktivitet. Ideelt set vil de gerne bruge rigelige og sikre affaldsmaterialer og gøre dem til nyttige produkter, uden at den proces også resulterer i giftige biprodukter.

Kobe University forskningsgruppe i TSUDA Akihiko har specialiseret sig i at udvikle one-pot og flow organisk syntese ved hjælp af UV-lys.

Sådanne reaktioner har de fordele, at de giver et lukket miljø, hvor uskadelige kildematerialer kan fotoaktiveres af højenergilyset efter behov, hvilket eliminerer behovet for at fremskaffe eller opbevare muligvis giftige kildematerialer, og at enhver reaktiv og dermed muligvis farlig produkter kan straks reageres yderligere med andre forbindelser, hvilket eliminerer behovet for at udvinde dem eller faren for, at de lækker ud i miljøet.

De har nu bygget videre på deres erfaring og indgået partnerskab med den japanske materialeproducent AGC Inc. for at forfine deres proces. Sammen fokuserede de på et attraktivt mål, det almindeligt anvendte affedtnings- og rensemiddel perc, eller perchlorethylen, som kemikere kalder det, som er uskadeligt og produceres i store mængder verden over.

Udgivelse i The Journal of Organic Chemistry , beskriver partnerskabet mellem akademi og industri en metode til at omdanne perc til carbonatestere og chloroform, værdifulde byggesten til yderligere organisk syntese, effektivt og i store mængder uden nogen direkte håndtering af giftige kildematerialer såsom fosgen.

Tsuda forklarer, "Fordi perc er ikke-brændbart og stabilt nok til at blive brugt som opløsningsmiddel, har brugen af ​​det som råmateriale til organisk syntese fået lidt opmærksomhed. Men ved at bruge vores originale foto-on-demand organiske syntesemetode er det lykkedes for os første gang i samtidig opnåelse af industrielt vigtige carbonater og chloroformer fra den kilde."

For yderligere at reducere miljøpåvirkningen af ​​deres system testede de desuden at erstatte konventionelle kviksølvlamper, der udsender højenergi UV-lys, med LED-lamper, der genererer mildt UV-lys. Selvom det krævede en vis ændring af reaktionsprocessen, kunne de stadig med succes syntetisere de ønskede produkter, hvilket åbnede endnu større potentiale for at gøre organisk syntese mere bæredygtig.

Tsuda er håbefuld for miljøpåvirkningen af ​​deres nye udvikling. Han siger:"Det er en sikker, billig, enkel og miljøvenlig kemisk reaktion. Jeg forventer, at denne nye metode til at udnytte og upcycling perc, som bruges i store mængder verden over, vil være et væsentligt skridt i retning af at realisere en kulstofneutral og bæredygtigt samfund."

Flere oplysninger: Photo-on-Demand In Situ One-Pot Synthesis of Carbonate Estere from Tetrachloroethylene, The Journal of Organic Chemistry (2024). DOI:10.1021/acs.joc.3c02588

Leveret af Kobe University