Ученые из Института органической химии имени Зелинского РАН совместно с коллегами из Института катализа имени Борескова СО РАН разработали новый катализатор, который позволяет получать первичные амины при комнатной температуре и атмосферном давлении. Эти соединения широко используются при производстве лекарств, полимеров, красителей и других ценных химических продуктов.
Палладий под шубой
Ключевой особенностью разработки стала так называемая «обращенная» структура катализатора. Обычно активные металлические наночастицы наносят на поверхность оксидного носителя. В новой системе наночастицы палладия, расположенные на оксиде титана, дополнительно покрыли тонким слоем оксида хрома. На микроскопических изображениях такая конструкция напоминает своеобразную «шубу» вокруг палладия.
Именно такое строение позволило резко повысить эффективность процесса.
В 30 раз быстрее и без примесей
Традиционный синтез первичных аминов обычно требует повышенных температур, высокого давления и использования токсичных растворителей. Новый катализатор позволяет проводить реакцию в значительно более мягких условиях. При этом его активность оказалась примерно в 30 раз выше по сравнению с аналогичными системами, а селективность — в 5 раз выше. В результате ученым удалось получать целевые продукты без побочных примесей, достигая на выходе фактически 100-процентной чистоты.
Разработка была выполнена при поддержке Российского научного фонда. Результаты опубликованы в журнале ACS Catalysis.
Новости из смежных исследований
Поиск катализаторов, способных работать при комнатной температуре, сегодня считается одним из наиболее перспективных направлений органического и неорганического синтеза. Например, ранее исследователи демонстрировали синтез аммиака уже при 50°C вместо традиционных условий процесса Габера—Боша, который потребляет около 2% мировой энергии и связан со значительными выбросами CO₂.
В последние годы ученые все чаще создают каталитические системы на основе наночастиц, где решающую роль играет не только химический состав, но и пространственная архитектура материала. Именно управление структурой на наноуровне позволяет получать свойства, недостижимые для традиционных катализаторов.
Недавно мы рассказали о другом достижении российских ученых — катализаторе на основе комплекса благородного металла родия и летучего вещества альфа-пинена из сосновой смолы.
Источник: hi-tech.mail.ru