136715
A tudomány hírei
Vissza
2015. 08. 25.

Olcsóbb és tisztább hidrogénezési eljárás születhet a magyar kutatók felfedezése nyomán

A frusztrált Lewis-párok kémiájával egy merőben új aktiválási elv, egy új paradigma jelent meg a kémiai kutatások területén. E sajátos sav-bázis párok segítségével kiválthatók a hidrogénezési eljárásban katalizátorként használt mérgező nemesfémek. Egy MTA Lendület-kutatócsoport oldotta meg, hogy a frusztrált Lewis-párok ne legyenek érzékenyek a vízre. Eredményüket fontossága miatt az Amerikai Kémiai Társaság szaklapja, az ACS Catalysis nyílt hozzáférésű tanulmányként közölte.

A frusztrált Lewis-párok (FLP) olyan különleges sav-bázis párok, amelyek sztérikus okok miatt nem képesek stabil datív kötést kialakítani, azaz olyan kötést, amelynek esetében a kötő elektronpár mindkét elektronját a Lewis-bázis nemkötő elektronpárja szolgáltatja. Ennek következményeképpen a kémiai reakciókban egyszerre érvényesül a savas és bázisos funkcionalitás.

A koncepció 2006-os megjelenését követően a frusztrált Lewis-párok iránt fokozott érdeklődés mutatkozott a kémia szinte valamennyi meghatározó területének irányából. A kutatók figyelmét elsősorban a koncepció kiterjeszthetőségének, általánosíthatóságának lehetősége keltette fel, azonban a terület népszerűségében vélhetően az aktiválási elv elegáns egyszerűsége, minimalizmusa is szerepet játszik.

A kataklitikus ciklus első lépése, a hidrogén aktíválása víz jelenlétében
A kataklitikus ciklus első lépése, a hidrogén aktiválása víz jelenlétében

 

Különösen nagy figyelemmel kísérték és kísérik az FLP-k által kiváltott katalitikus hidrogénezéseket, mely átalakítás a terület egyik emblematikus reakciójává vált. (A hidrogénezési eljárásnak a gyógyszerek előállítása mellett az élelmiszer-iparban, például a margaringyártásban van alapvető szerepe.) Ettől az új katalitikus módszertől azt remélik, hogy képes lesz kiváltani az ipari gyakorlatban eddig katalizátorként használt nemesfémeket, például a nikkelt, a palládiumot vagy a platinát, amelyek korlátozott mértékben hozzáférhetők, ráadásul toxikusak is.

Megnyílhat az út az ipari alkalmazás előtt

Az eddig elért eredmények azonban rávilágítottak a módszer korlátaira. Ezek közül a legjelentősebb és a legnagyobb kihívást jelentő probléma az, hogy a frusztrált Lewis-párok fokozottan vízérzékenyek. E tulajdonságuk gyakorlatilag lehetetlenné teszi a folyamat ipari alkalmazhatóságát.

Erre a kihívásra fókuszálva az MTA Természettudományi Kutatóközpontban működő Lendület FLP Kutatócsoportnak sikerült kifejlesztenie egy új katalizátort, amely már víz jelenlétében is működőképes. A katalizátor alkalmazhatósági körének feltérképezése mellett egy intézeti együttműködés keretében magyarázatot tudtak adni arra is, hogy a katalizátor pontosan miért rendelkezik e különleges képességgel.

A kutatócsoport munkatársainak közleménye, amelyben az első nedvességtűrő frusztrált Lewis-pár katalizátor kifejlesztéséről és katalitikus működéséről számolnak be, az ACS Catalysis szaklapban jelent meg. Gyömöre Ádám, Bakos Mária, Földes Tamás, Pápai Imre, Domján Attila és Soós Tibor cikke újdonságtartalma és várható tudományos hatása miatt bekerült az Amerikai Kémiai Társaság (ACS) ún. ACS Editors’ Choice programjába.

Ezáltal a közlemény kiemelt publicitást kapott az ACS honlapján, illetve az Amerikai Kémiai Társaság jóvoltából nyílt és széles körű hozzáférésűvé vált. A kutatók közleményük zárómondataként megjegyzik: folytatják a katalizátor fejlesztésével kapcsolatos kutatásokat, és azt is vizsgálják, hogy a nem vízérzékeny katalizátort miként lehet felhasználni más katalitikus eljárások során is.

További információ:

Soós Tibor
MTA Természettudományi Kutatóközpont Szerves Kémiai Intézet
E-mail: soos.tibor@ttk.mta.hu
Telefon: 06 1 382 6401