Forskare från Nagoya University har utvecklat en kemisk reaktion som ger höga utbyten av en förening som används i en mängd olika industrier, utan att behöva höga temperaturer eller giftiga katalysatorer. Tillvägagångssättet beskrevs i tidskriften ACS-katalys och erbjuder en praktisk och hållbar lösning för industriell (met)akrylat (=akrylat eller metakrylat) estersyntes.

(Met)akrylatestrar används i industriella beläggningar och murverk, och att tillverka plast, färgämnen och lim. Men den kemiska processen för att göra dem av metyl(met)akrylater involverar höga temperaturer, långa reaktionstider och giftiga föreningar. Det kan också resultera i oönskade bireaktioner.

Forskare, inklusive Nagoya University professor Kazuaki Ishihara och kollegor, har arbetat med att förbättra denna process för att göra den mer miljövänlig. Specifikt, de arbetade med att förbättra katalysatorn som är involverad i den kemiska reaktionen som förvandlar metyl(met)akrylater till (met)akrylatestrar, kallas transesterifiering.

"Miljontals ton (met)akrylatestrar produceras årligen och är bland de viktigaste tillverkade kemikalierna som finns, " säger Ishihara. "Deras omförestring, använda alkohol och en katalysator, finjusterar sina egenskaper, producerar ett brett utbud av (met)akrylatestrar."

Ishihara och hans kollegor fann att steriskt skrymmande natrium- och magnesiumaryloxider fungerade mycket bra som giftfria alternativ. De katalyserade transesterifieringen av metyl(met)akrylater vid den relativt milda temperaturen på 25°C, ger höga utbyten av ett brett spektrum av (met)akrylatestrar beroende på vilken typ av alkohol som används i reaktionen.

Teamet genomförde också beräkningar för att avslöja detaljerna om vad som hände under den kemiska reaktionen, visar att det hade hög kemoselektivitet; med andra ord, reaktionen hände på det sätt som forskarna ville ha den utan att få oönskade bireaktioner.

"Vår omförestringsprocess är en praktisk och hållbar kandidat för industriell (met)akrylatestersyntes, ger utmärkt kemoselektivitet, hög avkastning, milda reaktionsförhållanden och brist på giftiga metallsalter, säger Ishihara.

Teamet siktar sedan på att samarbeta med kollegor inom industrin för att använda deras tillvägagångssätt i produktion av (met)akrylatester. De syftar också till att fortsätta leta efter effektiva katalysatorer för transesterifiering av metyl(met)akrylater och att utveckla återvinningsbara katalysatorer.