Οι αιθέρες μπορεί να έχουν ένα πιο βιώσιμο μέλλον χάρη στην ετερογενή κατάλυση

[Giannis]

Η βελτιστοποίηση των χημικών διεργασιών για τη διασφάλιση ότι είναι φιλικές προς το περιβάλλον και βιώσιμες γίνεται όλο και πιο σημαντική και οι καταλύτες διαδραματίζουν βασικό ρόλο καθώς μπορούν να κάνουν τις αντιδράσεις πιο αποτελεσματικές. Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Οσάκα ανέφεραν έναν καταλύτη πλατίνας-μολυβδαινίου που υποστηρίζεται από οξείδιο του ζιρκονίου που προάγει την επιλεκτική μετατροπή των εστέρων σε πολύτιμους ασύμμετρους αιθέρες. Τα ευρήματά τους δημοσιεύονται στο JACS Au .

Οι καταλύτες βρίσκονται εδώ και πολύ καιρό στο επίκεντρο του να κάνουν τις χημικές αντιδράσεις ταχύτερες, να βελτιώνουν τις αποδόσεις τους και να τις καθιστούν λιγότερο σπατάλες και πιο ενεργειακά αποδοτικές, οδηγώντας σε διαδικασίες που είναι πιο αποδοτικές και καλύτερες για το περιβάλλον.

Οι αιθέρες είναι οργανικά μόρια που έχουν μια σειρά χρήσεων σε προϊόντα όπως αρώματα, καύσιμα και φαρμακευτικά προϊόντα. Περιέχουν ένα άτομο οξυγόνου που μπορεί να θεωρηθεί ως γέφυρα μεταξύ δύο μερών. Εάν τα μέρη είναι ίδια, θεωρούνται συμμετρικά. αν είναι διαφορετικά, είναι ασύμμετρα. Οι τρέχουσες διαδρομές προς τους ασύμμετρους αιθέρες έχουν διάφορους περιορισμούς. Για παράδειγμα, ορισμένα απαιτούν συγκεκριμένα υλικά εκκίνησης, μερικά παράγουν μεγάλες ποσότητες απορριμμάτων και άλλα χρειάζονται συνθήκες —όπως υψηλή πίεση— που να είναι ακριβές ή/και ρυπογόνες για να παραχθούν.

Η χρήση μόνο υδρογόνου για τη μετατροπή εστέρων σε αιθέρες μέσω άμεσης υδροαποξυγόνωσης μπορεί να θεωρηθεί ότι ένα μόριο υδρογόνου (H2 ) αρπάζει ένα άτομο οξυγόνου από τον εστέρα αφήνοντας τον αιθέρα και ένα μόριο νερού ( H2O ). Αυτό είναι και αποτελεσματικό και καθαρό. Συνεπώς, η ανάπτυξη καταλυτών για την προώθηση αυτής της αντίδρασης υπό ήπιες συνθήκες έχει σημαντικά πλεονεκτήματα.

«Ο καταλύτης πλατίνας-μολυβδαινίου που υποστηρίζεται από οξείδιο του ζιρκονίου μας επέτρεψε να αποκτήσουμε καλές αποδόσεις πάνω από 20 ασύμμετρους αιθέρες κάτω από ήπιες συνθήκες χρησιμοποιώντας μόρια υδρογόνου», εξηγεί ο συν-συγγραφέας της μελέτης Sho Yamaguchi. «Αυτό είναι πολύ ενθαρρυντικό γιατί υπάρχουν πολυάριθμοι φυσικοί εστέρες και χαμηλού κόστους που μπορούν να γίνουν πιο πολύτιμα αιθερικά προϊόντα».

Ο καταλύτης διαχωρίστηκε εύκολα από τα μίγματα της αντίδρασης και μπορούσε να επαναχρησιμοποιηθεί χωρίς απώλεια δράσης. Βρέθηκε επίσης ότι λειτουργεί όταν το υδρογόνο βρισκόταν σε ατμοσφαιρική πίεση. Επιπλέον, οι ερευνητές έδειξαν ότι ήταν δυνατή η μετατροπή ενός συγκεκριμένου τριγλυκεριδίου που προέρχεται από βιομάζα στον αντίστοιχο τριαιθέρα. Η βιομάζα είναι ένας ανανεώσιμος πόρος, επομένως οι διαδικασίες κατάλληλες για υλικά που προέρχονται από βιομάζα παρέχουν βιώσιμες λύσεις .

«Ο καταλύτης μας έχει σημαντικές δυνατότητες για τη φιλική προς το περιβάλλον και βιώσιμη παραγωγή ασύμμετρων αιθέρων », λέει ο αντίστοιχος συγγραφέας της μελέτης Tomoo Mizugaki. «Αν θέλουμε να συνεχίσουμε να απολαμβάνουμε την ποικιλία των προϊόντων που διατίθενται σήμερα και να διατηρήσουμε την ανάπτυξη με τους ρυθμούς που έχουμε συνηθίσει, καταλύτες όπως ο δικός μας θα είναι το κλειδί για ένα αποτελεσματικό και καθαρό μέλλον».