Найден дешёвый катализатор, который превращает карбоновые кислоты в алкоголь
Химики из Голландии сообщили интересную и радостную для кого-то новость: открыт новый вид катализатора на основе кобальта с лигандами (ионы или молекулы, присоединённые к кобальту). Этот катализатор способствует эффективному гидрированию сложных эфиров и карбоновых кислот. Попросту говоря, он превращает их в спирт в довольно мягких условиях внешней среды, которые можно создать чуть ли не в домашних условиях.
Карбоновые кислоты повсеместно встречаются в природе: это лимонная кислота, уксусная, щавелевая, муравьиная кислоты, валериановая кислота в корне валерианы, капроновая кислота в козьем молоке, стеариновая кислота в животных жирах и растительном масле, арахиновая кислота в арахисе, малоновая кислота в яблоках, сорбиновая кислота в рябине, молочная кислота в прокисшем молоке и многие другие. Теперь найден способ, как из этих кислот получить алкоголь.
Катализатор состоит из Co(BF4)2·6H2O с лигандом в виде тридентатного фосфина. Оба вещества продаются на открытом рынке по невысокой цене. Реакция идёт при 100*ºC и давлении 80 бар (примерно 81 атмосфера) в присутствии водорода.
Предлагаемый механизм гидрирования кислот до алкоголя
Как известно, основная ценность спирта в том, что его можно использовать в качестве альтернативного биологически чистого топлива в транспорте будущего.
Раньше для реакций такого рода требовались более жёсткие условия и катализаторы из редких металлов (рутений, иридий) или ядовитые как бороводород, поэтому новое открытие имеет такую важность. Оно значительно облегчает способ получения химикатов, топлива и алкоголя из биомассы. Катализатор может найти применение в парфюмерной, пищевой и химической промышленности. Фактически, впервые такая реакция становится доступной на бытовом уровне.
В отличие от других катализаторов, кобальт не деградирует быстро в условиях кислотной среды, то есть катализатор может работать довольно долго и надёжно.
Во время эксперимента с новым катализатором бензойная кислота полностью преобразовалась в бензиловый спирт (пищевая добавка E1519) за четыре часа.
Авторы изобретения — химики из института молекулярных наук им. Вант-Гоффа при Амтердамском университете.
Научная работа «Гидрирование карбоновых кислот с однородным кобальтовым катализатором» опубликована в журнале Science 16 октября 2015 года.
