Ucuz ve Çevre Dostu Grignard
Kimya biliminde en yaygın kullanılan bileşik sınıflarından birini oluşturmak için bulunan yeni bir yöntem, endüstriyel süreçlerde devrim yaratarak onları daha ucuz, daha basit ve daha çevre dostu hale getirebilir.
Hokkaido Üniversitesi’ndeki bilim adamları , kimya endüstrisinde en önemli ve yaygın olarak kullanılan reaktif türlerinden biri olan Grignard reaktiflerini üretmek için tehlikeli organik çözücülerin kullanımını büyük ölçüde azaltan daha basit, daha çevreci bir yöntem geliştirdiler.
Fotoğraf-1. Soldaki bir saatlik bilyeli öğütmeden sonra magnezyum metali ve halokarbon reaksiyon karışımı. Bu malzemenin ardı sıra gelen reaksiyonlarda kullanılması, istenen ürünün sadece %6’lık bir verimine yol açtı. Sağdaki aynı işleme, az miktarda organik çözücü de eklendi. Grignard reaktifinin bu macun formunun sonraki reaksiyonlarda kullanılması, istenen ürünün %94’üne varan verime yol açtı.
Grignard reaktifleri, organik moleküllerin yapı taşları olan karbon-karbon bağları oluşturmak için yaygın bir yöntemde temel bir bileşendir. Bu reaktifler 120 yıl önce keşfedildi, ancak kararsızlıkları nedeniyle bugün hala kullanılan geleneksel üretim yöntemi, toksik organik çözücülerde ve neme ve oksijene maruz kalmadan gerçekleştiriliyor. Bu, çevreye zararlı atık üreten karmaşık, hassas ve pahalı bir süreçle sonuçlanır.
Bilim adamları , kullanılan organik çözücü miktarını en aza indirerek ve Grignard reaktiflerini üretmek için mekanik kimyasal bir teknik kullanarak bu sorunları ortadan kaldırdılar. Reaktanlar, magnezyum metali ve halokarbonlar, paslanmaz çelik bir bilye ile birlikte bir metal hazneye yüklendi. Önemli bir adımda, katı reaktanlara az miktarda organik çözücü (geleneksel yöntemlerde kullanılan miktarın yaklaşık onda biri) eklendi. Daha sonra bir saat döndürülerek topun yuvarlanmasına ve katı hal reaktanlarına çarpmasına neden olarak, onların iyice karışmalarına ve reaksiyona girmelerine yardımcı olarak macun benzeri bir Grignard reaktifi oluşturdu.
Fotoğraf-2. Üstte magnezyum ve halokarbonları organik çözücülerde reaksiyona sokarak Grignard reaktiflerini sentezlemek için geleneksel yöntem. Bu yöntem 120 yıldır kullanılmaktadır. Altta reaktanları minimum organik solvent kullanımıyla bir bilyalı değirmende karıştırarak Grignard reaktiflerini sentezlemek için yeni yöntem. Bu yöntem, çok az çözücüyle veya hiç çözücü olmadan çok çeşitli organik reaksiyonlar elde etmek için ortam havasında kullanılabilir.
Bilim adamları , tipik olarak geleneksel yöntemle yapılamayan organik çözücülerde zayıf çözünürlüğe sahip halokarbonları kullanarak yeni Grignard reaktifleri oluşturmayı bile başardılar. Organik çözücülerin yoğun kullanımından kaçınmak, araştırmacıların çözünmeyen bileşiklerden hazırlanan Grignard reaktifleri ile yeni bir reaksiyon dünyası açan çözünürlük problemlerinin üstesinden gelmelerini sağladı. Aynı zamanda tehlikeli atıklarda büyük bir azalmaya yol açar.
Ayrıca , daha az organik çözücü kullanıldığında su veya oksijenin Grignard reaktiflerini etkilemesi daha zordur. Bu, çevredeki havadan su ve oksijenin çıkarılmasının gerekli olmadığı, işlemin daha kolay ve daha az maliyetli olduğu anlamına gelir. Potansiyel ekonomik ve çevresel faydalar göz önüne alındığında, bu keşfin kimya endüstrileri üzerinde büyük bir etkisi olabilir.
Fotoğraf 3. Hokkaido Üniversitesi ve Kimyasal Reaksiyon Tasarımı ve Keşif Enstitüsü (ICReDD) araştırma ekibinden Profesör Hajime Ito (solda) ve Doçent Koji Kubota. Kredi: ICReDD tarafından sağlanan fotoğraflar
Doç. Dr. Koji Kubota, Çevresel kaygıları ele alma ve CO2 emisyonlarını azaltma ihtiyacıyla birlikte, organik çözücüler gerektirmeyen kimyasal reaksiyonlar geliştirmek önemli olduğuna, Grignard reaktifleri tartışmasız en iyi bilinen, endüstride yaygın olarak kullanılan reaktifler olduğuna ve bu nedenle çalışmalarılarını, büyük miktarda kimyasalın üretilme şeklini temelden değiştirebilir, bu da çevre üzerindeki etkinin önemli ölçüde azalmasına yol açabileceğine değindi.
Kaynak : scitechdaily.com
