加拿大阿尔伯塔大学(University of Alberta Chemistry)化学教授史蒂夫•白尔根(Steve Bergens)和他的研究生杰里米•约翰(Jeremy Johns),发现了一种催化剂,有可能彻底改变化学工业,因为可以减少环境影响,提高效率并降低风险。
他们的研究论文《加氢催化剂酰胺用于醇胺》(Catalyst for the Hydrogenation of Amides to Alcohols and Amines),本月发表在国际顶级化学杂志《应用化学国际版》(Angewandte Chemie International Edition)上,这项成果为化学工业提供一个潜在的解决方案,可以解决经济、效率和环境因素方面的一些问题。
“我们的发现是一个大转折,人们一直以来就在寻求答案,已经有几十年了,”白尔根说。
白尔根说,研究人员已经研究了50多年作,就是为了找到一种“干净”稳定的催化剂,不产生或只产生很少废弃物,也能提供多重代谢。今年2月,他的学生杰里米•约翰在他的实验室创造出了这样的催化剂。
“多年产生失望结果之后,我很高兴地看到,这成果从这个特殊实验中诞生了,”白尔根博士说。
白尔根博士说,“化工行业正在作出巨大的努力,以减少对环境的影响,而经济学家和会计师寻求的,不仅仅是减少催化剂的运输成本,而且也要提高效率,”
他说,2011年2月的发现打开了很多扇门,让这些事情可以开始,适应的行业是从药品到农药等行业。
“催化剂不稳定是出了名的,而且运输也是个挑战,化学反应制备化学品,会产生一些废弃产品,同样具有挑战性,”白尔根说。
约翰的催化剂只产生氢气作为废弃物,很容易燃烧掉,或发生反应生成水。
白尔根说,早期迹象表明,这种催化剂不仅安全,而且高效。研究人员已经推进实验,一个单位催化剂可以产生7000多次代谢回转。
白尔根说:“我们极其兴奋,现在的挑战是,精确确定这种催化剂如何构成,以及如何足量生产,以进一步推动这一发现。”
文章中说,他们发现了酰胺的活性:这个反应是在2个等值的Ph2P(CH2)2NH2和顺式[Ru(CH3CN)2(η3- C3H5)(COD)] BF4(COD= 1,5 - 环辛二烯)之间进行,形成一个高度活跃的催化剂前体,用于酰胺的选择性加氢。这一反应具有优异的原子经济性、产量和代谢回转数(吨级),可以在温和的反应条件下进行反应。这项技术提供了更环保的切实可行的办法,可以使用金属氢化物试剂,这种试剂在学术界和工业界普遍采用。
新催化剂带来化学工业革命
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