Figura 1:hidrogenación catalítica de nitrilos a aminas primarias. Crédito:Universidad de Osaka
La necesidad de ser consumidores conscientes se está convirtiendo en una prioridad para una parte cada vez mayor de la sociedad. Esto significa que lograr procesos químicos eficientes y ambientalmente sostenibles es más importante que nunca. Una forma de influir en la eficacia de la reacción es la catálisis. Sin embargo, Al elegir un catalizador, a menudo es necesario compensar diferentes factores, incluidos el rendimiento y el costo. Investigadores de la Universidad de Osaka han informado de un catalizador de fosfuro de nanocobalto para la hidrogenación de nitrilos que combina eficiencia, rentabilidad, Facilidad de manejo, y reutilización. Sus hallazgos fueron publicados en Ciencia química .
La hidrogenación de nitrilos a aminas primarias es un proceso importante que proporciona los componentes básicos para muchos productos y combustibles cotidianos. Las aminas primarias se utilizan como disolventes y tensioactivos, así como en procedimientos para la fabricación de tintes, productos farmacéuticos, y plásticos.
La optimización de la hidrogenación de nitrilo en aras del coste y la sostenibilidad medioambiental ha dado lugar a que se presenten numerosos tipos diferentes de catalizadores. Los catalizadores metálicos abundantes en la Tierra son rentables, debido a la amplia disponibilidad que sugiere su nombre, pero carecen de estabilidad en el aire. haciéndolos difíciles de manejar. A diferencia de, Los catalizadores de metales preciosos se pueden utilizar en condiciones suaves. pero son prohibitivamente caras para procesos a gran escala.
Por lo tanto, los investigadores han desarrollado un catalizador de fosfuro de cobalto heterogéneo de aleación no metálica que forma nanopartículas (nano-Co2P) que son estables en el aire y logran una hidrogenación eficiente en condiciones suaves. Crucialmente, El nano-Co2P también se puede separar y reutilizar para reacciones posteriores.
"A pesar de ser estable en el aire, nuestro catalizador de nano-fosfuro de cobalto tiene una actividad muy alta, ", explica el autor del estudio Min Sheng." Su número de rotación, que proporciona una medida de cuán productivo es un catalizador, es 58, 000. Para poner esto en contexto, esto es una mejora de hasta 500 veces con respecto a los catalizadores informados anteriormente para este tipo de reacción ".
Figura 2 (a) Imagen de microscopio de vista lateral de nano-Co2P que muestra una morfología de nanovarillas. (b) Imagen de microscopio de vista superior de nano-Co2P que muestra la estructura de fase hexagonal. Crédito:Universidad de Osaka
Usando el catalizador nano-Co2P, Las reacciones de hidrogenación podrían llevarse a cabo utilizando gas hidrógeno a presión ambiente. lo que convierte al nano-Co2P en el primer catalizador de metal terroso que se utiliza con éxito en condiciones suaves. Esto ofrece numerosas ventajas en términos de costo y seguridad. Además, Se encontró que el catalizador era eficaz para hidrogenar nitrilos en una amplia gama de moléculas orgánicas diferentes.
"Nuestro estudio es el primer ejemplo de un catalizador heterogéneo de fosfuro metálico estable al aire que se utiliza para este tipo de reacción, "explica el autor principal del estudio, Takato Mitsudome." Creemos que nuestros hallazgos inspirarán una nueva dirección en la catálisis de los procesos sintéticos, apoyando prácticas sostenibles que protegen el medio ambiente ".
