北海道大學成功研製出機械化學有機合成反應專用觸媒

 

刊登日期:2023/4/12
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北海道大學開發了一項適用於不使用有機溶劑狀況下透過機械力促進化學反應之新型觸媒,且在反應例中觀察到產收率最大提高了約50倍。一般在此類反應中觸媒容易凝集、劣化,研究團隊透過將觸媒與柔軟的聚合物結合,進而克服了這項問題。研究成果可望有助於擴大環境友善型物質生產製程,並促進製程相關成本的降低。

研究中應用了以鈀化合物做為觸媒,連接有機分子碳原子的「交叉偶聯反應(Cross-Coupling)」。然而若將觸媒直接應用於不使用有機溶劑的反應(Mechanochemical Cross-Coupling),則有在固體原料中凝集而劣化的問題。北海道大學利用鈀類觸媒與聚合物-聚乙二醇(PEG)結合,進而可防止因觸媒劑摻入固體而失去活性,且確認多種基質原料即使在室溫下亦可高效率地進行反應,在某些情況下,甚至可以達到接近100%的產收率。

今後北海道大學透過進一步改良,將可望開發出高效率、環境友善且節省溶媒之有機合成製程。此外,既有有機合成反應須利用昂貴的高純度有機溶媒,但新技術不會產生使用此類溶劑的相關成本,將可有助於降低生產製程成本。再者,對於多環芳香族化合物、顏料、染料等因不溶於有機溶媒而無法使用的不溶性化合物,亦將可望助其實現高效率的偶聯反應。


資料來源: https://www.hokudai.ac.jp/news/pdf/230310_pr.pdf
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