Kurşun Bazlı Lindlar Katalizörüne Yeni Bir Alternatif
Fotoğraf 1: Katalizörü yapmak için, davranışlarını düzenlemek ve aşırı hidrojenasyonu önlemek için metal nanopartiküllerin etrafında azot dolgulu bir karbon tabakası oluşturulur, böylece toksik bir metal olan kurşun ihtiyacı ortadan kaldırılır. (Matthias Beller/Leibniz Kataliz Enstitüsü)
Fotoğraf 2: Alkin yarı hidrojenasyonu, vitamin ve diğer “ince kimyasalların” üretiminde önemli bir adımdır.
Araştırmacılar, Lindlar katalizörü için kurşun ve paladyum içermeyen bir alternatif geliştirdiler. Kobalt bazlı heterojen katalizörün, alkinlerin yarı hidrojenasyonunu katalize etmek için etkili olduğu kanıtlandı ve geleneksel Lindlar katalizörünü kullanırken karşılaşılan bazı sorunları hafifleterek yüksek seçicilik sergiledi.
Almanya’daki Leibniz Kataliz Enstitüsü’nden Kathrin Junge, “Lindlar katalizörü, alkinlerin alkenlere seçici hidrojenasyonunu sağlayan özel bir katalizördür. Bu, vitaminlerin, özellikle de E vitamininin sentezi için önemli bir reaksiyon adımıdır.” diyor. Bununla birlikte, katalizör mükemmel olmaktan uzaktır, çünkü tipik olarak CaCO3 üzerinde desteklenen ağırlıkça % 1-5 kurşun ve % 1-5 kinolin ile birlikte ağırlıkça % 5 paladyumdan oluşur. Kurşun belirgin bir şekilde toksisite sorunları yaratır bunun yanında katalizör performans açısından da sıkıntılıdır ve aşırı hidrojenasyon ve izomerizasyona yol açabilir. Araştırmacılar, kurşunu rutenyum veya altın gibi diğer değerli metallerle değiştirerek performans sorunlarını başarıyla ele aldılar. Bununla birlikte, asil olmayan metalleri kullanan alternatifler sınırlı bir başarı göstermiştir.
Şimdi, Leibniz’deki araştırmacılar, Junge ve Matthias Beller liderliğinde, gelişmiş aktivite ve geri dönüştürülebilirliğe sahip bir katalizör geliştirmek için İsviçre’deki DSM Beslenme Ürünleri’ndeki araştırmacılarla ortaklık kurdular. Oluşturdukları yeni katalizör, azot katkılı karbon tarafından modifiye edilmiş ve silika üzerinde desteklenen kobalt nanopartiküllerine dayanıyor. Junge, “Bu yeni malzeme, geleneksel Lindlar katalizörüne alternatif olarak uygulanabilir ve bir dizi vitamin öncülünün yanı sıra iyi verim ve seçiciliğe sahip diğer işlevselleştirilmiş alkinlerin yarı hidrojenasyonunu teşvik edebilir.” diye açıklıyor.
İspanya’daki UPV-CSIC’de kataliz uzmanı olan Antonio Leyva-Pérez, çalışmanın “ucuz mevcut malzemelere yani kobalt, melamin ve silikaya dayanan katalizörlerin, bu endüstriyel ara ürünlerin sentezi için uygulanabilir bir yol sağladığını” gösterdiğini söylüyor. “Lindlar katalizörü için çok sayıda alternatif bildirilmiş olmasına rağmen, yeryüzünde bol miktarda bulunan malzemelere dayanan bu yeni katı katalizör özellikle ilgi çekicidir” diye ekliyor. Gerçekten de, katalizör yüksek seçicilik sergiler ve bir nitro grubu gibi duyarlı fonksiyonel grupların varlığında bile C-C üçlü bağının seçici hidrojenasyonlarını gerçekleştirebilir, böylece organik sentezdeki çok yönlülüğü genişletir.
Kaynak: chemistryworld.com
