Химики разработали никелевый катализатор, который легко превращает нефтяное сырье в ценные соединения, такие как жирные кислоты. Процесс экологически чистый: он работает не только при комнатной температуре и атмосферном давлении, но и перерабатывает углекислый газ, способствуя борьбе с изменением климата.
Жирные кислоты играют ключевую роль в нескольких промышленных процессах, таких как производство мыла, пластмасс, таких как нейлон, и красителей. По оценкам экспертов, мировой рынок этих соединений может достичь 20 миллиардов долларов в ближайшие несколько лет. Классические синтетические методы получения жирных кислот часто требуют токсичных и опасных реагентов, таких как окись углерода, и экстремальных условий давления и температуры. Альтернативные методы, такие как дериватизация натуральных продуктов, менее опасны, но приводят к сложным смесям продуктов, которые требуют утомительной очистки. Теперь команда под руководством профессора Рубена Мартина из Института химических исследований Каталонии (ICIQ) синтезировала устойчивый никелевый катализатор, который решает обе проблемы. Это приводит к чистым жирным кислотам из сырых углеводородов и CO2, который менее токсичен, чем монооксид углерода.
Неочищенные смеси углеводородов, олефинов и другого сырья, полученного из нефти, теперь можно легко преобразовать в жирные кислоты. Более того, исследователи обнаружили, что селективность реакции можно регулировать с помощью незначительных изменений температуры. Подстраивая температуру, никель скользит по углеводородной цепочке, включая CO2 ближе к концу цепочки, когда условия холоднее, и наоборот.
"Эта химия позволяет нам повторно использовать простые углеводороды и бесконечно доступный CO2 для получения широкого спектра чистых жирных кислот в исключительно мягких условиях", - объясняет Мартин. «Этот метод позволяет селективно встраивать CO2 в определенные участки, сохраняя при этом хиральную целостность органической молекулы», - добавляет он..
«Сочетание никелевого катализатора с высоким содержанием земли и CO2 с углеводородным сырьем - это прорыв в производстве жирных кислот», - объясняет Франсиско Хулиа, первый автор исследования. Бумага природа. «Существующие методы основаны на использовании опасного угарного газа и катализаторов из драгоценных металлов с высоким риском перебоев в поставках. Это более экологичная и устойчивая методология, которая может иметь значительные последствия для окружающей среды, одновременно снимая экономические проблемы», - заключает он..
Команда Мартина подготовила несколько интересных продуктов с добавленной стоимостью, таких как прекурсоры нейлона и производные холестерина. Эта инновационная область исследований была награждена грантом Proof of Concept от Европейского исследовательского совета в 2015 году. Кроме того, ICIQ недавно подала заявку на европейский патент, чтобы защитить процесс и иметь возможность в ближайшем будущем лицензировать его для химической промышленности.