Ekonomiczna i bezpieczna produkcja chemiczna

Katalizatory to substancje dodawane do reakcji chemicznych w celu ich przyspieszania lub zwiększania ich wydajności. Na przykład wiele ważnych produktów chemicznych, jak chociażby leki i plastiki, zawiera cząsteczki organiczne o szkielecie węglowym. Wytwarzanie takich produktów wymaga przeprowadzania trudnej reakcji chemicznej formowania wiązań węgiel-węgiel (C-C), do której tradycyjnie używane są kosztowne lub toksyczne katalizatory na bazie metali szlachetnych, na przykład złota lub platyny.

Partnerzy finansowanego ze środków UE projektu SILACOFECC (New anionic ligands for base metal catalysis) opracowali metodę przystosowania tanich i nietoksycznych katalizatorów do udziału w reakcjach formowania wiązań C-C. Badacze posłużyli się dodatkiem krzemu, aby zamienić dwa pospolite metale, żelazo i kobalt, w skuteczne katalizatory.

Krzem wiąże się z atomem metalu znajdującym się pośrodku cząsteczki, tworząc nowy związek zmieniający właściwości chemiczne metalu. Badacze opracowali nowe związki krzemu używane jako ligandy i sprawdzili, czy można z ich pomocą dostroić właściwości katalityczne żelaza i kobaltu.

Stwierdzono, że stworzone związki krzemu przenosiły atomy wodoru wokół cząsteczki i przekazywały je atomom wodoru. Ponieważ taka migracja atomów wspomaga tworzenie nowych wiązań chemicznych przez katalizatory żelazne i kobaltowe, może być pożądaną właściwością ligandów przyszłości.

Opracowanie tanich i nietoksycznych katalizatorów z użyciem ligandów krzemowych stanowi ważny krok ku opłacalnej i przyjaznej dla środowiska produkcji chemicznej.