Ученые из группы эффективного катализа Института элементоорганических соединений имени А.Н. Несмеянова РАН (Москва) предлагают новый способ проведения химических реакций с использованием синтез-газа — смеси водорода и угарного газа. В ходе исследования выяснилось, что синтез-газ обеспечивает гораздо большую производительность, чем только водород, и позволяет получить чистый желаемый продукт, снизив объемы побочных соединений. Авторы работы считают, что внедрение нового метода позволит упростить выпуск многих лекарственных препаратов, сложных удобрений и других промышленно важных веществ.
Речь идет о применении вместо чистого водорода синтез-газа — смеси водорода с угарным газом. Такая смесь обладает восстановительными свойствами, поскольку легко отдаёт свои отрицательно заряженные электроны другим атомам. В результате синтезируются молекулы новых веществ. Например, с помощью таких реакций создаются многие фармпрепараты. Водород также активно применяется в химической промышленности.
Специалисты отмечают, что водород как восстановитель имеет существенные минусы. Например, он разрушает некоторые нужные для проведения реакции катализаторы, а также имеет низкую избирательность: во время синтеза сложно спрогнозировать, к каким именно атомам перейдут свободные электроны атомов водорода.
Однако ученые решили эти проблемы, смешав водород с другим восстановителем — угарным газом. Это вещество обладает большей избирательностью, но не столь активно в реакциях, как водород. Смесь газов обладает нужными качествами обоих веществ — избирательностью и активностью, отмечают авторы работы. Благодаря этому синтез-газ может многократно увеличить эффективность некоторых активно применяемых в химической промышленности реакций.
Исследования показали, что использование синтез-газа позволяет получать чистый желаемый продукт в реакции аминирования органических соединений. Когда в данной реакции участвует чистый водород, только 8% получаемого вещества приходится на полезный продукт, а 92% — на побочные соединения.
Внедрение, предложенной методики, может удешевить производство, поскольку в этом случае отпадает необходимость получать чистый водород.
«Наше исследование показало, что синтез-газ в разы более эффективный восстановитель, чем водород. Этот дешёвый промышленный полупродукт позволит упростить синтез многих фармацевтических препаратов, сложных удобрений и других промышленно важных соединений. В дальнейшем мы планируем определить оптимальные условия, при которых синтез-газ выполняет свои функции наилучшим образом», — пояснил кандидат химических наук научный сотрудник группы эффективного катализа ИНЭОС РАН Олег Афанасьев.
Результаты исследования были опубликованы в журнале ACS Catalysis.
