Создание новых синтетических соединений часто является сложным и многоступенчатым процессом, который может занять годы исследований. Калеб Д. Мартин, доктор философии, доцент кафедры химии и биохимии Университета Бейлора и главный исследователь исследовательской группы Мартина, и его команда разработали новое соединение, известное как трис (орто-карборанил) боран или BoCb3. Синтезированная за один этап, эта суперсовременная суперкислота Льюиса, которая находит применение в производстве большинства распространенных пластмасс, более эффективна в производстве, безопасна для окружающей среды и потенциально может сэкономить миллиарды долларов на производственных затратах.
Мартин опубликовал результаты в номере журнала от 22 сентября 2023 года прикладная химия Международное издание (GDCh).
Когда Мартин присоединился к Бэйлору, у него остались некоторые химикаты из лаборатории покойного химика Бэйлора Ф. Гордона А. Стоуна, который занимал должность заслуженного профессора химии Роберта А. Уэлча после того, как Стоун ушел на пенсию. Среди этих химических веществ, оставленных Стоуном, был орто-карборан, одно из химических веществ, использовавшихся командой Мартина для изготовления BoCb3. Стоун был одним из 100 наиболее упоминаемых химиков в мире на пике своей карьеры. В 1963 году Стоун разработал сильную кислоту Льюиса, известную как B(C6F5)3 это все еще используется сегодня в производстве полиолефинов, доля которых на мировом рынке в 2021 году составила 295 миллиардов долларов. Мартин сказал, что, не унаследовав химическое вещество, его группа никогда бы не попробовала эту нестандартную идею для получения уникальной кислоты Льюиса.
"Мои исследования связаны с синтетической неорганической и органической химией, где мы нацелены на молекулы, которые могут принести пользу обществу или где результаты полезны другим исследователям в продвижении их исследований", - сказал Мартин.
Может ли Мартин улучшить кислоту Льюиса, которую Стоун разработал ~ 60 лет назад? Хотя это уже пытались сделать раньше, никто существенно не улучшил этот процесс.
Кислоты Льюиса являются неотъемлемой частью в производстве полиолефинов. Известный как активатор, смешивание кислоты Льюиса с соединением циркония или гафния делает его активным для полимеризации олефина (двойная связь углерод-углерод) в полиолены, которые можно найти в различных продуктах, включая пластиковые пакеты и покрытия для кабелей, стальных труб и автомобильных деталей, просто назову некоторые из них.
Другие подходы к получению сильных кислот Льюиса требуют нескольких трудоемких промежуточных стадий для получения конечного продукта и требуют вредных для окружающей среды атомов фтора, которые никогда не разлагаются в природе.
Их маршрут, чтобы сделать BoCb3 использует простой одноступенчатый процесс и всего три коммерчески доступных химиката, "как для приготовления блюда в одной кастрюле", - сказал Мартин. Комбинируя их, в результате получается мощная кислота Льюиса, которую легче производить, она производит меньше отходов и менее вредна для окружающей среды, поскольку не содержит галогенов, фтора или хлора.
"Мы постоянно создаем новые соединения", - сказал Мартин. "Однако редко удается создать уникальный, полезный состав всего из трех продуктов, которые вы можете заказать по каталогу".
БоЧб3 сейчас находится на стадии фундаментального открытия. Был подан предварительный патент, и их команда активно работает с тремя академическими исследовательскими группами в Калифорнии, Германии и Италии, чтобы понять всю степень его реакционной способности и потенциальных коммерческих применений.
"Хотя еще слишком рано судить о полном воздействии BoCb3 будет иметь, очень легко представить, что эта технология будет действительно привлекательной для нефтяной промышленности", - сказал Мартин.
Комментарии