Direkt aminering av alkoholer över Ru-MgO/TiO2 aktiverad genom elektrondonation från MgO. Kredit:Yusuke Kita
Forskare vid Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech) har utvecklat en högpresterande återanvändbar ruteniumbaserad katalysator för produktion av primära aminer. Deras metod representerar ett stort framsteg för utvecklingen av effektiva katalysatorer som möjliggör selektiv omvandling av alkoholer till primära aminer under milda reaktionsförhållanden.
Primära aminer är extremt mångsidiga byggstenar som används vid framställning av många typer av färgämnen, tvättmedel, läkemedel och jordbrukskemikalier. Än så länge, flera metoder har utvecklats för att framställa primära aminer med katalysatorer som innehåller rutenium, kobolt och platina, som alla kräver tillsats av molekylärt väte. Syntes av primära aminer genom direkt ersättning av alkoholer med ammoniak har varit en långvarig utmaning.
Nu, forskare vid Tokyo Tech rapporterar om en heterogen ruteniumbaserad katalysator (Ru-MgO/TiO 2 ) som kan driva direkt aminering av alkoholer för att producera primära aminer utan att behöva införa vätgas. De visade att katalysatorn fungerar vid låga temperaturer, runt 100°C. Den lätta tillgången på alkoholer och låg kostnad för ammoniak gör systemet både kostnadseffektivt och miljövänligt.
Jämfört med tidigare ruteniumbaserade system, Ru-MgO/TiO 2 uppnådde högre utbyten (upp till 94%) av de önskade primära aminerna. Återanvändningsexperiment visade att efter basbehandling, katalysatorn kunde återanvändas tre gånger utan betydande förlust av aktivitet.
Deras studie, publiceras i Kemivetenskap , antyder att MgO-komponenten i katalysatorn spelar en viktig roll för att förbättra reaktiviteten genom elektrondonation från MgO till Ru.
Forskarna påpekar att det nya katalytiska systemet kan tillämpas på en mängd olika alkoholer, och skulle kunna fungera som en designguide för andra nya heterogena katalysatorer.
Dessutom, Ru-MgO/TiO 2 skulle kunna tillhandahålla en effektiv syntetisk väg för produktion av 2, 5-bis(aminometyl)furan (BAMF), en attraktiv förening som används som härdare för epoxihartser, som används i många typer av beläggningar och lim. Genom att använda biomassa-härledd 2, 5-bis(hydroximetyl)furan (BHMF) som substrat, studien visade att den önskade BAMF erhölls med 86 % utbyte, bättre än tidigare system.
