Genom att bilda kemiska bindningar mellan atomer framställs komplexa molekyler som de som behövs för mediciner, växtskyddsmedel eller högpresterande material med hjälp av syntetisk kemi. Sådana syntesreaktioner kräver typiskt organiska lösningsmedel, metallkatalysatorer och reagens såsom syror eller alkalier. Alla hjälpmaterial och lösningsmedel kan inte alltid återvinnas, vilket resulterar i avfall.
Forskare från University of Regensburg under ledning av prof. Dr. Burkhard König, från Institutet för organisk kemi, presenterar nu ett helt annat sätt att syntetisera komplexa molekyler:molekylerna som ska reageras appliceras på en vattenyta, där de bilda en tunn film. Bestrålning med violett ljus utlöser en reaktion som förbinder båda reaktionspartnerna.
Den nya metoden utnyttjar filmbildningen av vattenolösliga organiska molekyler på vattenytan (som en oljefilm på en pöl) för att skapa idealiska förhållanden för aktivering av ljus. Teknikens bredd på tillämpningen visades i mer än 160 exempel, inklusive syntesen av prekursorer till droger.
Ljusreaktionen på vattenytan tillåter nu kemisk syntes utan användning av organiska lösningsmedel eller andra reaktionstillsatser. Detta gör produktionen av kemiska produkter mer effektiv och miljövänlig. Resultaten har nu publicerats i Science .
Projektet har pågått i cirka två år. Under denna tid genomfördes många experiment för att vidareutveckla och bekräfta den centrala upptäckten. Att överföra reaktionen till en flödesreaktor var ett genombrott, eftersom syntesen kan utföras kontinuerligt och större mängder produkt också är tillgängliga. Spektroskopiska mätningar gav insikt i reaktionens molekylära mekanism.
I efterföljande arbete kommer syntesteknologin nu att tillämpas på andra reaktioner för att uppnå största möjliga användningsområde vid tillverkning av kemiska produkter.
Mer information: Ya-Ming Tian et al, Accelererade fotokemiska reaktioner vid gränssnittet mellan olja och vatten som utnyttjar smältpunktssänkning, Science (2024). DOI:10.1126/science.adl3092
Tillhandahålls av Universität Regensburg
