16:33 2022-05-25
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Truc HAT al chimiștilor pentru o sinteză chimică mai ecologică
_ Truc HAT al chimiștilor pentru o sinteză chimică mai ecologică
Crearea de noi compuși chimici, cum ar fi noi medicamente, nu este la fel de simplă ca asamblarea unuia dintre acele modele cu bile și bețișoare colorate pe care le-ați fi văzut la o clasă de chimie pentru început. Nu, este adesea un proces complex cu mulți pași și mulți participanți chimici, dintre care unii sunt toxici și periculoase pentru mediu.
O tehnică folosită în sinteza chimică se numește transferul de atom de hidrogen sau HAT. Este un instrument chimic potențial puternic și versatil, dar constrângerile tehnice i-au limitat utilizarea. Acum, chimiștii de la Universitatea din Utah, Scripps Research și colegii lor au împrumutat o tehnică din chimia stocării energiei pentru a realiza HAT cu mai puține substanțe chimice și mai puține costuri.
„HAT stochează potențialul pentru transformări incredibil de utile. ”, spune Samer Gnaim de la Scripps Research, primul autor al unui studiu care raportează concluziile cercetătorilor. „Prin introducerea unui concept fundamental nou, aceste provocări chimice pot fi rezolvate, stabilind HAT ca un instrument accesibil pentru marea majoritate a substanțelor chimice organice atât în medii industriale, cât și academice.”
Studiul este publicat în Natura.
„Acesta este un exemplu clasic al necesității de centre multidisciplinare care să reunească chimiști organici, electrochimie și oameni de știință computaționali pentru a aborda probleme mari în sinteza organică”, spune Minteer, distins profesor de chimie.
Promisiunile și provocările HAT
HAT este un proces care pur și simplu mută un atom de hidrogen de la o moleculă la alta. Este util pentru utilizarea legăturilor carbon-carbon nesaturate - cea mai comună legătură chimică utilă din chimia organică - pentru a crea o gamă largă de legături noi, cum ar fi legături carbon-carbon, carbon-oxigen și carbon-azot. Toți aceștia sunt pași importanți în construirea de molecule complexe. Realizarea de noi legături dintr-o legătură dublă carbon-carbon se numește „funcționalizare”.
„Funcționalizarea unor astfel de legături este o strategie atractivă pentru a construi molecule și a obține complexitatea moleculară într-un mod eficient”, spune Gnaim.< /p>
Dar oricât de util este, HAT are dezavantajele sale. Procesul simplu de mutare a unui atom de hidrogen necesită substanțe chimice suplimentare, cum ar fi oxidanți și reductanți, pentru a crea un catalizator activ, un compus care ajută la desfășurarea reacției. Oxidanții și reducanții sunt necesari în cantități mari, ceea ce face imposibilă utilizarea HAT pe scară largă și aproape imposibil de aplicat pentru procesele chimice industriale.
Perspectivă din stocarea energiei
În timp ce chimiștii s-au confruntat cu cum să îmbunătățească HAT, cercetătorii de stocare a energiei au dezvoltat în același timp un proces care poate ajuta. Stocarea energiei sub formă de hidrogen implică transformarea protonilor încărcați pozitiv în molecule de hidrogen cu ajutorul unui catalizator de hidrură de cobalt. Este același tip de catalizator necesar procesului HAT.
Dar domeniul de stocare a energiei a reușit să construiască catalizatori de hidrură de cobalt folosind protoni și electroni ca înlocuitori pentru oxidanți și reductanți — un proces chimic complet diferit. pentru a obține același produs final.
Așadar, Gnaim și colegii săi au comparat modul în care procesul electrochimic se compară cu chimia HAT convențională, evaluându-i performanța într-o gamă largă de reacții de chimie organică. Rezultatele au fost foarte încurajatoare. Utilizarea electrochimiei pentru a crea catalizatori de hidrură de cobalt a fost mai durabilă și mai eficientă, au descoperit și chiar a făcut procesul mai precis și mai reglabil.
Ce putem face acum
Procedeul electrochimic a oferit alte beneficii. Ar putea fi efectuată în loturi mici sau mari, fără a complica pașii de eliminare a întregului aer sau apă din proces și a lăsat în urmă nevoia de oxidanți și reductanți scumpi.
„Chimiștii caută în mod continuu să extindă reactivitatea chimică în noi spații, permițând descoperirea de noi transformări care pot îmbunătăți procesele de descoperire de noi medicamente”, spune Gnaim. „În cazul nostru, putem accesa noi motive moleculare utilizând substanțe ecologice și ieftine, bazându-ne pe utilizarea reacțiilor HAT clasice și a noilor transformări.”
Comentarii:
Adauga Comentariu