Door chemische bindingen tussen atomen te vormen, worden met behulp van synthetische chemie complexe moleculen bereid, zoals die nodig zijn voor medicijnen, gewasbeschermingsmiddelen of hoogwaardige materialen. Dergelijke synthesereacties vereisen doorgaans organische oplosmiddelen, metaalkatalysatoren en reagentia zoals zuren of alkaliën. Niet alle hulpstoffen en oplosmiddelen kunnen altijd worden gerecycled, waardoor afval ontstaat.

Onderzoekers van de Universiteit van Regensburg onder leiding van prof. dr. Burkhard König van het Instituut voor Organische Chemie presenteren nu een geheel andere manier om complexe moleculen te synthetiseren:de te reageren moleculen worden op een wateroppervlak aangebracht, waar ze vormen een dunne film. Bestraling met violet licht veroorzaakt een reactie die beide reactiepartners met elkaar verbindt.

De nieuwe methodologie maakt gebruik van de filmvorming van in water onoplosbare organische moleculen op het wateroppervlak (zoals een oliefilm op een plas) om ideale omstandigheden te creëren voor activering door licht. De breedte van de toepassing van de technologie werd gedemonstreerd in meer dan 160 voorbeelden, waaronder de synthese van precursoren van medicijnen.

De lichte reactie op het wateroppervlak maakt nu chemische synthese mogelijk zonder het gebruik van organische oplosmiddelen of andere reactieadditieven. Dit maakt de productie van chemische producten efficiënter en milieuvriendelijker. De resultaten zijn nu gepubliceerd in Science .

Het project loopt al zo'n twee jaar. Gedurende deze tijd werden talloze experimenten uitgevoerd om de centrale ontdekking verder te ontwikkelen en te bevestigen. Het overbrengen van de reactie naar een doorstroomreactor was een doorbraak, omdat de synthese continu kan worden uitgevoerd en ook grotere hoeveelheden product toegankelijk zijn. Spectroscopische metingen gaven inzicht in het moleculaire mechanisme van de reactie.

In vervolgwerk zal de synthesetechnologie nu worden toegepast op andere reacties om een ​​zo breed mogelijk scala aan toepassingen bij de productie van chemische producten te bereiken.

Meer informatie: Ya-Ming Tian et al, Versnelde fotochemische reacties op het olie-watergrensvlak waarbij gebruik wordt gemaakt van smeltpuntverlaging, Wetenschap (2024). DOI:10.1126/science.adl3092

Aangeboden door Universität Regensburg