Химики из Университета Фридриха-Александра в Эрлангене-Нюрнберге (FAU) разработали процесс, в котором оксиды азота, образующиеся в ходе промышленных процессов, можно использовать в производстве красителей и лекарств. Используя этот метод, предприятия в будущем смогут совмещать обезвреживание выхлопных газов с производством новых веществ.
Окиси азота являются одним из основных загрязнителей окружающей среды. Соединения азота и кислорода в основном образуются при сгорании, например, в автомобильных двигателях и угольных и газовых электростанциях, а также в результате других термических и химических процессов, используемых в промышленности. Для очистки этих отходящих газов используются методы дожигания или каталитического восстановления, оба из которых относительно сложны и также связаны с определенными недостатками. Но оксиды азота - это не просто нежелательные токсины. Фактически, недавние исследования показали, что их можно использовать в химическом синтезе ценных продуктов.
Использование загрязнителей окружающей среды в качестве ресурсов
Исследовательская группа, возглавляемая профессором доктором Маркусом Хайнрихом, Медицинская химия, FAU, разработала высокоэффективный метод, объединяющий эти два аспекта, а именно очистку отходящих газов и рециркуляцию оксидов азота. Используя модель завода, химики из Эрлангена смоделировали стандартный промышленный процесс: преобразование меди в нитрат меди. «Нитрат меди используется в качестве красителя, антикоррозионного покрытия, консерванта древесины и в качестве окислителя в химическом синтезе», - объясняет Хайнрих. «Мы разработали способ прямого использования оксида азота, образующегося в процессе производства, в синтезе бальзалазида и сульфасалазина - двух азосоединенных препаратов, используемых при лечении хронических воспалительных заболеваний кишечника.'
Почти 100% очистка выхлопных газов
Центральным элементом модельной установки является газоочиститель в форме трубы, с помощью которого исследователи смогли снизить концентрацию оксидов азота в потоке выхлопных газов на 99,7%. «Это замечательное значение, но, конечно, мы достигли его только в лабораторных условиях», - осторожно добавляет Генрих. «Однако мы работаем, исходя из предположения, что наша технология также приведет к высокому уровню эффективности в промышленных приложениях». В отличие от более ранних попыток, предпринятых в лаборатории химиками-фармацевтами, новая установка также может использовать низкие концентрации оксидов азота и будет надежно функционировать даже при колебаниях потока выхлопных газов.
Азосоединения для различных применений
Производство нитрата меди является лишь одним примером промышленного процесса, в котором на сегодняшний день оксиды азота нейтрализуются с использованием сложных методов, а не используются в прибыльных процессах синтеза.«Везде, где у нас есть управляемый диапазон исходных материалов, включая, например, травление печатных плат для электронных приложений, мы можем использовать побочный оксид азота для производства лекарственных препаратов. Ситуация несколько иная в случае с электростанциями или заводами по сжиганию отходов - очевидно, что лучше избегать использования такого коктейля из токсинов и тяжелых металлов для изготовления лекарств. Но возможно и имеет смысл использовать содержащиеся в выхлопных газах оксиды азота для изготовления некоторых красителей на основе азосоединений».