Onderzoekers van het Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech) hebben een hoogwaardige, herbruikbare katalysator op basis van ruthenium ontwikkeld voor de productie van primaire amines. Hun methode betekent een belangrijke vooruitgang voor de ontwikkeling van efficiënte katalysatoren die selectieve omzetting van alcoholen in primaire aminen onder milde reactieomstandigheden mogelijk maken.

Primaire aminen zijn uiterst veelzijdige bouwstenen die worden gebruikt bij de bereiding van vele soorten kleurstoffen, wasmiddelen, farmaceutische en landbouwchemicaliën. Tot dusver, er zijn verschillende methoden ontwikkeld om primaire aminen te produceren met behulp van katalysatoren die ruthenium bevatten, kobalt en platina, die allemaal de toevoeging van moleculaire waterstof vereisen. De synthese van primaire aminen door directe substitutie van alcoholen door ammoniak is een langdurige uitdaging geweest.

Nutsvoorzieningen, onderzoekers van Tokyo Tech rapporteren een heterogene op ruthenium gebaseerde katalysator (Ru-MgO/TiO ₂ ) in staat om directe aminering van alcoholen aan te sturen om primaire aminen te produceren zonder waterstofgas te hoeven introduceren. Ze toonden aan dat de katalysator werkt bij lage temperaturen, van rond de 100°C. De gemakkelijke beschikbaarheid van alcoholen en de lage kosten van ammoniak maken het systeem zowel kosteneffectief als milieuvriendelijk.

Vergeleken met eerdere op ruthenium gebaseerde systemen, Ru-MgO/TiO ₂ behaalde hogere opbrengsten (tot 94%) van de gewenste primaire aminen. Hergebruikexperimenten toonden aan dat na basisbehandeling, de katalysator kon drie keer worden hergebruikt zonder significant verlies van activiteit.

hun studie, gepubliceerd in Chemische Wetenschappen , suggereert dat de MgO-component van de katalysator een belangrijke rol speelt bij het verbeteren van de reactiviteit door elektronendonatie van MgO naar Ru.

De onderzoekers wijzen erop dat het nieuwe katalytische systeem kan worden toegepast op een verscheidenheid aan alcoholen, en zou kunnen dienen als ontwerpgids voor andere nieuwe heterogene katalysatoren.

In aanvulling, Ru-MgO/TiO ₂ zou een efficiënte synthetische route kunnen bieden voor de productie van 2, 5-bis(aminomethyl)furan (BAMF), een aantrekkelijke verbinding die wordt gebruikt als verharder voor epoxyharsen, die worden gebruikt in vele soorten coatings en lijmen. Met behulp van biomassa afgeleid 2, 5-bis(hydroxymethyl)furan (BHMF) als substraat, de studie toonde aan dat de gewenste BAMF werd verkregen met een opbrengst van 86%, beter presteren dan eerdere systemen.