Van het verlichten van uw allergiesymptomen tot het optimaliseren van de prestaties van herbiciden:alkylaminen zijn moleculen die vele toepassingen hebben. Helaas resulteren gebruikelijke methoden voor de productie van alkylaminen in schadelijke afvalbijproducten. Er is dus veel vraag naar een methode om alkylaminen op een duurzame maar kosteneffectieve manier te synthetiseren.

Dat blijkt uit een onderzoek gepubliceerd in Green Chemistry heeft een onderzoeksteam onder leiding van de Universiteit van Osaka een manier gevonden. Het team heeft een methode voor de synthese van alkylamines ontwikkeld die onder milde omstandigheden werkt en alleen water als bijproduct produceert. De eenvoudige, milieuvriendelijke reactieomstandigheden die hier worden gerapporteerd, zullen hopelijk vooruitgang inspireren in andere chemische syntheses die gebruikelijk zijn in de industrie.

Sportkleding, meubels en vele andere alledaagse producten worden gedeeltelijk geproduceerd met behulp van alkylaminen. Dus hoe produceren we deze wondermoleculen?

Carbonzuren zijn een ideaal uitgangspunt omdat ze duurzaam gewonnen kunnen worden, bijvoorbeeld uit biomassa. De momenteel gebruikte synthetische procedures produceren echter ook een grote hoeveelheid afval of vereisen experimenteel moeilijke reactieomstandigheden, zoals hoge drukken en temperaturen. Zo vermijdt de industrie in het algemeen carbonzuren als uitgangsmateriaal voor de productie van alkylamines.

Het doel van de studie van het onderzoeksteam was het ontwikkelen van een nieuw synthetisch protocol dat werkt bij experimenteel geschikte drukken en temperaturen.

"In ons werk onthullen we een nieuw katalysatorsysteem, een platina-molybdeenkatalysator, die carbonzuren in aminen kan omzetten", legt Katsumasa Sakoda, hoofdauteur van het onderzoek, uit. "Hierdoor ontstaan ​​alkylaminen, die kunnen worden gebruikt voor oppervlakteactieve stoffen, farmaceutische producten en meer."

Het syntheseprotocol van de onderzoekers biedt verschillende voordelen:ten eerste zijn de reactieomstandigheden mild, waarbij alleen atmosferische waterstofdruk en temperaturen tot 160°C nodig zijn. Ten tweede is het omzetgetal, d.w.z. het aantal mol substraat dat een mol katalysator kan omzetten, met 363 hoog. Ten derde kan de katalysator minstens vijf keer worden hergebruikt. Ten vierde zijn veel carbonzuur- en amine-uitgangsmaterialen verenigbaar met de betrokken reacties, zoals het omzetten van vetzuren in vetaminen. Ten vijfde zijn de reactieopbrengsten hoog:tot 99%, waarbij water het enige bijproduct is.

"We zijn enthousiast omdat ons onderzoek de ecologische duurzaamheid verbetert en de experimentele opzet van een gemeenschappelijke klasse van chemische syntheses vereenvoudigt", zegt Tomoo Mizugaki, senior auteur. "We hopen dat dit slechts de eerste stap is in de richting van de ontwikkeling van groenere katalysatorprocessen."

Het onderzoek van het team is een belangrijke stap voorwaarts in het vergroten van de duurzaamheid van een chemische reactie die nodig is voor het synthetiseren van veel alledaagse producten. Omdat de experimentele synthetische procedures veilig en eenvoudig zijn, kunnen ze gemakkelijk voor andere katalytische processen worden gebruikt.

Meer informatie: Katsumasa Sakoda et al, Reductieve aminering van carbonzuren onder H2 met behulp van een heterogene Pt-Mo-katalysator, Groene chemie (2023). DOI:10.1039/D3GC02155F

Journaalinformatie: Groene chemie

Aangeboden door de Universiteit van Osaka