14 грудня 2009

Завдяки дослідникам із США виробництво складних ефірів, які можуть застосовуватися як у якості біопалива, так і для створення запахів у парфюмерно-косметичній промисловості, може стати дешевшим, простішим і екологічно чистішим.
Спеціалісти по гетерогенному каталізу продемонстрували, що наночастинки золота, які адсорбують кисень, можуть сприяти селективному окисленню спиртів, альдегідів і утворенню складних ефірів.
Останнім часом відмічається збільшений інтерес до гетерогенного каталізу на золоті. Найбільш перспективною є заміна існуючих технологій стехіометричного окислення спиртів каталітичними процесами, які можуть знизити енергетичні затрати виробництва, збільшити селективність окислення і знизити кількість потенційно утворюючих відходів виробництва і побічних продуктів.
У групі Синтії Френд із Гарварду знайдено, що окислювальне поєднання альдегідів зі спиртами на поверхні наночастинок золота, які адсорбували кисень, може проходити із високою селективністю за низьких температур. Окрім того, реакція проходить на поверхні каталізатора, у той час як у системах, вивчених раніше, гетерогенний каталізатор на носії лише активував реакції, які проходять у розчині.
Френд відмічає, що новий каталізатор сумісний із широким рядом альдегідів і спиртів, ця обставина дозволяє застосувати нову каталітичну систему для синтезу складних ефірів різної будови. Синтез складних ефірів на новому каталізаторі може здійснюватися при температурі, яка трошки вища за кімнатну. Нова методика характеризується високою селективністю і утворенням мінімальної кількості побічних продуктів, що дозволяє запропонувати використання нової каталітичної системи для промислового отримання складних ефірів.
Дослідники продемонстрували, що адсорбований атомний кисень, пов'язаний із поверхнею золота поводить себе як кислота Бренстеда, викликаючи розрив зв’язку O-H у метанолі, взятому у якості модельного спирту. Утворений в результаті цього процесу метоксильний інтермедіат проявляє нуклеофільні властивості, атакуючи електрондефіцитний вуглець альдегіду, призводячи до селективного утворення метилових ефірів.
Грем Хатчінс, спеціаліст по каталізу із Університету Кардіффа високо оцінює роботу колег із Гарварда, говорячи про вивчення модельних каталітичних реакцій на поверхні золота як про елегантну експериментальну роботу. Він додає, що активність золота в окисленні спиртів відома давно, і результати роботи Френд можуть виявитися дуже корисними не лише для розробки нових способів синтезу складних ефірів, але й для більш глибокого розуміння причин утворення побічних продуктів у процесі окислення спиртів на наночастинках золота.
Френд вважає, що результати роботи її дослідницької групи в перспективі можуть бути використані як екологічно чистий метод отримання складних ефірів із низьким значенням молекулярної маси, що застосовуються у парфумерії. Вона також зазначає, що подальше вивчення селективного каталітичного окислення спиртів може виявитися корисним для розробки нових способів промислового отримання біопалива (метилових ефірів вищих карбонових кислот).
Однак поки що не зрозуміло, чи може новий процес бути масштабований до обсягів промислового виробництва. Головні проблеми, які слід вирішувати для практичного використання нової системи – ефективність модифікації поверхні золота атомним киснем, вартість золотовмісних каталізаторів і стабільність каталізаторів в умовах їх промислового застосування.
Ресурс: http://www.chemport.ru/datenews.php?news=1941