Een doorbraak door scheikundigen aan de Universiteit van Chicago kan op een dag mogelijkheden openen om chemicaliën te maken van planten in plaats van olie, door een nieuwe methode te creëren om bepaalde taaie koolstof-koolstofbindingen te kraken.

Een groot aantal chemicaliën in de natuurlijke en industriële wereld hebben een ruggengraat gemaakt van koolstof-op-koolstofbindingen. Deze worden tijdens processen regelmatig uitgesneden om nieuwe bruikbare moleculen te maken. Maar een bepaalde subset van deze bindingen is erg stabiel - en dus moeilijk open te breken. Chemici zouden graag nieuwe manieren ontdekken om dergelijke bindingen te verbreken en te herschikken; een bibliotheek met dergelijke kennis is de sleutel tot het vinden van waardevolle nieuwe chemicaliën of efficiëntere of groenere manieren om deze bekend te maken.

Bijvoorbeeld, lignine - een molecuul dat wordt aangetroffen in planten en bomen - wordt al lang gezien als een alternatieve bron van de chemicaliën die uit ruwe olie worden gemaakt, die worden gebruikt om kunststoffen en meststoffen te maken. Maar het bevat veel van deze bijzonder taaie koolstof-koolstofbindingen. "Als we een efficiënte methode hadden om die banden te verbreken, we zouden potentieel volledig gebruik kunnen maken van lignine als duurzaam alternatief voor aardolie, " zei Guangbin Dong, hoogleraar scheikunde aan UChicago en co-auteur van de studie.

Het probleem is dat koolstof-koolstofbindingen vaak verbonden zijn met bijzonder sterke niet-polaire verbindingen. Als ze in bepaalde configuraties zouden kunnen worden geplaatst die een nauwe interactie met een metaalkatalysator mogelijk maken, ze kunnen worden gebroken. Maar vóór de studie, er was geen bekende katalysator die zo'n ongespannen, niet-polaire bindingen in lignine.

Dong, samen met postdoctoraal onderzoeker Jun Zhu en promovendus Jianchun Wang, bedacht een nieuwe methode om een ​​metaalhydridekatalysator te gebruiken om de bindingen te kraken. Het metaalhydride werkt als een actief tussenproduct, zichzelf invoegen in de koolstofbindingen en vervolgens ook waterstof grijpen.

De methode zelf is niet geschikt voor commercieel gebruik, maar het biedt een proof of concept voor de toekomst, zeiden de wetenschappers.

"Dit biedt een opening voor verdere studie van dergelijke methoden, " zei Dong. "In wezen, we willen de limieten weten van wat voor soort koolstof-koolstofbindingen kunnen worden geactiveerd."