Onderzoekers van de Ruhr-Universität Bochum hebben een nieuwe katalysator ontwikkeld die reacties kan katalyseren bij de productie van geneesmiddelen of chemicaliën die in de landbouw worden gebruikt. Het creëert koolstof-koolstofbindingen tussen zogenaamde organolithiumverbindingen zonder ongewenste bijproducten te creëren. Het team onder leiding van professor Viktoria Däschlein-Gessner, Anorganische Chemie II Onderzoeksgroep, beschrijft de resultaten in het tijdschrift Angewandte Chemie , online gepubliceerd op 29 juli 2020.

Onmisbaar voor vele toepassingen

Organolithiumverbindingen zijn reagentia met een lithium-koolstofbinding, die tot de meest reactieve verbindingen in de synthetische chemie behoren. "Vanwege hun bijzondere eigenschappen, ze zijn onmisbaar in veel toepassingen, zelfs op industriële schaal, " zegt Viktoria Däschlein-Gessner, lid van het Cluster of Excellence Ruhr Explores Solvation, Resolve in het kort. "Echter, hoge reactiviteit leidt vaak ook tot ongewenste nevenreacties. Als resultaat, organolithiumverbindingen zijn tot nu toe slechts in beperkte mate overwogen, of zelfs helemaal niet, voor sommige toepassingen."

De onderzoeksgroep onder leiding van Viktoria Däschlein-Gessner was in staat om dergelijke beperkingen te overwinnen met behulp van een zeer efficiënte katalysator. De nieuwe fosfine-palladiumkatalysator koppelt selectief twee koolstofatomen - beide met verschillende organolithiumverbindingen en veel zogenaamde arylhalogeniden. Doorslaggevend was dat het voldoende actief is, zelfs bij kamertemperatuur.

Marktintroductie gepland

Er zijn geen extra toevoegingen nodig voor het nieuwe syntheseproces en het kan breed worden gebruikt. Dit betekent dat tussenstappen tijdens de synthese kunnen worden vermeden, waardoor er minder metaalzoutafval ontstaat. De katalysator garandeert een hoge mate van selectiviteit, zelfs als er producthoeveelheden van enkele grammen worden geproduceerd. Om gebruik op industriële schaal mogelijk te maken, de volgende stap moet zijn om het op nog grotere volumes te testen.

In samenwerking met de industrie, de onderzoekers in Bochum willen de ontwikkelde katalysatoren binnenkort op de markt brengen. "Hun specifieke activiteit is niet alleen voordelig bij de beschreven reacties, maar biedt ook verbeteringen voor tal van andere transformaties op bijna alle gebieden van fijnchemische synthese, ", zegt Däschlein-Gessner. Naast de productie van geneesmiddelen en chemicaliën voor de landbouw, deze omvatten geuren en materialen voor organische lichtemitterende diodes.