En kemisk reaktionsnøgle til forskellige industrier er lige blevet grønnere

Fra at lindre dine allergisymptomer til at optimere ukrudtsmidlernes ydeevne, er alkylaminer molekyler, der har mange anvendelsesmuligheder. Desværre resulterer almindelige metoder til fremstilling af alkylaminer i skadelige affaldsbiprodukter. En metode til at syntetisere alkylaminer på en bæredygtig, men omkostningseffektiv måde har derfor været meget eftertragtet.

Nu i en undersøgelse offentliggjort i Green Chemistry , har et forskerhold ledet af Osaka University fundet en måde. Holdet har udviklet en metode til alkylaminsyntese, der virker under milde forhold og kun producerer vand som et biprodukt. De enkle, miljøvenlige reaktionsbetingelser, der er rapporteret her, vil forhåbentlig inspirere til fremskridt inden for andre kemiske synteser, der er almindelige i industrien.

Sportstøj, møbler og mange andre hverdagsprodukter fremstilles til dels ved at bruge alkylaminer. Så hvordan producerer vi disse vidundermolekyler?

Carboxylsyrer er et ideelt udgangspunkt, fordi de kan hentes bæredygtigt, såsom fra biomasse. Imidlertid frembringer de for tiden anvendte syntetiske fremgangsmåder også en stor mængde affald eller kræver eksperimentelt vanskelige reaktionsbetingelser, såsom høje tryk og temperaturer. Således undgår industrien generelt carboxylsyrer som udgangsmateriale til alkylaminproduktion.

At udvikle en ny syntetisk protokol, der fungerer ved eksperimentelt bekvemme tryk og temperaturer, var målet med forskerholdets undersøgelse.

"I vores arbejde afslører vi et nyt katalysatorsystem, en platin-molybdænkatalysator, der kan omdanne carboxylsyrer til aminer," forklarer Katsumasa Sakoda, hovedforfatter af undersøgelsen. "Dette producerer alkylaminer, som kan bruges til overfladeaktive stoffer, lægemidler og mere."

Forskernes syntetiske protokol byder på flere fordele:For det første er reaktionsbetingelserne milde og kræver kun atmosfærisk brinttryk og temperaturer op til 160°C. To, omsætningstallet, dvs. antallet af mol substrat, som et mol katalysator kan omdanne, er højt ved 363. Tre, katalysatoren kan genbruges mindst fem gange. Fire, mange carboxylsyre- og amin-udgangsmaterialer er kompatible med de involverede reaktioner, såsom omdannelse af fedtsyrer til fedtaminer. Fem, reaktionsudbytterne er høje - op til 99 %, hvor vand er det eneste biprodukt.

"Vi er begejstrede, fordi vores forskning forbedrer den miljømæssige bæredygtighed og forenkler den eksperimentelle opsætning af en fælles klasse af kemiske synteser," siger Tomoo Mizugaki, seniorforfatter. "Vi håber, at dette kun er det første skridt mod udviklingen af ​​grønnere katalysatorprocesser."

Holdets forskning er et vigtigt skridt fremad i at øge bæredygtigheden af ​​en kemisk reaktion, der er nødvendig for at syntetisere mange hverdagsprodukter. Fordi de eksperimentelle syntetiske procedurer er sikre og enkle, kan de let bruges til andre katalytiske processer.

Flere oplysninger: Katsumasa Sakoda et al., Reduktiv aminering af carboxylsyrer under H2 ved hjælp af en heterogen Pt-Mo-katalysator, Green Chemistry (2023). DOI:10.1039/D3GC02155F

Journaloplysninger: Grøn kemi

Leveret af Osaka University