Nieuwe chemische reactie groener en goedkoper

Onderzoekers van het Stratingh Institute for Chemistry van de Rijksuniversiteit Groningen hebben een manier gevonden om een voor de farmaceutische industrie belangrijke reactie op een duurzame manier te laten verlopen.

‘In plaats van een complexe chemische reactie die allerlei afvalstoffen oplevert, gebruiken wij een simpele reactie met een goedkope op ijzer gebaseerde katalysator waarbij de enige afvalstof water is. Je begrijpt dat we daar enthousiast over zijn’, vertelt organisch chemicus Ben Feringa.

Samen met assistent professor Katalin Barta beschrijft hij in het tijdschrift Nature Communications (26 November) dat de onderzoeksgroep een nieuwe manier heeft gevonden voor de productie van amines (koolstof-stikstof verbindingen) rechtstreeks uit een alcohol (koolstof-zuurstof-waterstof verbindingen).

Amines zijn belangrijk als grondstof in de fijnchemie en in de farmaceutische industrie. De methode die het Barta en Feringa team nu beschrijft was al bekend, maar dan met katalysatoren waarin dure of giftige metalen zijn verwerkt. ‘Wij wisten hoe de reactie moest verlopen. De ijzer verbinding was ook al bekend, maar ondanks vele pogingen wereldwijd was het tot nu toe niemand gelukt ijzer als katalysator te gebruiken voor deze toepassing. Wij hebben de juiste condities gevonden om de directe koppelingsreaktie van een alcohol en amine te laten verlopen met deze ijzer katalysator.’

Behalve dat de nieuwe katalysator goedkoper is, minder giftig en er geen extra chemische reacties nodig zijn die afvalstoffen opleveren, werkt het ook nog eens in een milieuvriendelijk oplosmiddel, CPME. ‘Dat CPME staat sinds enkele jaren bekend als zeer duurzaam.’

Het team voorziet dat de nieuwe katalysator inzetbaar is bij onder meer het omzetten van acoholverbindingen uit biomassa in hoogwaardige chemische producten zoals geneesmiddelen en op termijn andere schaarse metalen kan vervangen.

Dit onderzoek komt voort uit de de recent gestarte onderzoeksgroep van Katalin Barta, waarin de focus ligt op groene chemie en duurzame katalyse. De belangrijkste onderzoekslijn is de omzetting van biomassa in hoogwaardige chemische bouwstenen en brandstoffen. Eerste auteur van het Nature Communications artikel Tao Yan heeft een master diploma van de Universiteit van Rennes en is promovendus in de groep Barta since september 2013

Referentie: Tao Yan, Ben L. Feringa, Katalin Barta , Stratingh Institute of Chemistry, University of Groningen ; Iron catalysed direct alkylation of amines with alcohols . Nature Communications, November 26, 2014