En ung forskare i professor Waldvogels team som använder en screeningsapparat för parallell elektrolysoptimering. Kredit:Alexander Sell
Elektrokemin har fått en renässans de senaste åren och många forskargrupper arbetar för närvarande med miljövänlig produktion eller omvandling av molekyler. Dock, trots elektrokemins överlägsenhet, dess tillämpning på olika molekyler har varit problematisk. Elektrolys av mycket reaktiva ämnen, till exempel, har hittills endast lett till bildning av högmolekylära produkter, dvs. polymerer. Denna produktionsmetod användes ibland till och med avsiktligt som i exemplen på polytiofen och polyanilin, den senare är också känd som anilinsvart. Kemister vid Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) har nu lyckats få bukt med problemet med elektrokemisk polymerbildning och att för första gången utveckla en hållbar och effektiv syntesstrategi för dessa viktiga produkter.
För att generera kemiska reaktioner, elektrokemi använder elektrisk ström istället för delvis farliga kemiska reagenser och därmed utan reagensavfall. Denna miljövänliga metod ger enkel tillgång till ett antal föreningar med höga kemikalier, farmaceutisk, och materialvetenskaplig potential, såsom byggstenar för samkatalysatorer i homogen katalys. Forskargruppen ledd av professor Siegfried Waldvogel från Institute of Organic Chemistry vid Mainz University har nu utvecklat en metod för att använda denna nyckelteknologi med mycket reaktiva ämnen. "Att arbeta med vissa utgångsämnen, elektrokemi resulterade alltid i polymerer. Nu kan vi välja att bara sammanföra två byggstenar, " förklarade Waldvogel. Denna strategi utvecklades i samarbete med Evonik Performance Materials GmbH.
Dock, det är inte bara enkelheten i denna syntes som är övertygande, men också dess miljövänlighet. Det enda "avfallet" som produceras är väte, som är känt som ett miljövänligt bränsle. Nyckeln till framgång här är användningen av ett unikt elektrolytsystem, som är extremt stabil och kan återanvändas efter elektrolys, förstärker den gröna aspekten av denna metod. Dessutom, denna extraordinära elektrolyt är också källan till den höga selektiviteten hos dessa reaktioner. Därför, en mycket enkel elektrolysinställning kan användas.
Med andra ord, forskarna lyckades för första gången genomföra en elektrokemisk kol-kol-korskoppling av tiofener med fenoler. I ett annat experiment, den oxidativa korskopplingen av anilinderivat utfördes, selektivt producerar ett brett spektrum av bifenyldiaminer. Uppsatserna publicerades i tidskriften Angewandte Chemie .