Les chimistes de RUDN ont trouvé un catalyseur efficace pour la synthèse des matières premières de l'industrie chimique

Les cyanhydrines sont des substances organiques avec un groupe nitrile et hydroxyle, qui sont utilisées en chimie industrielle comme matière première pour les polymères, les acides, les alcools et autres composés. Une façon de produire des cyanhydrines est de fixer l’acide cyanhydrique aux aldéhydes. Sans catalyseurs, cette réaction est possible, mais donne un petit rendement du produit — environ 20%. La création de catalyseurs existants nécessite des réactifs coûteux et dangereux, et la réaction elle-même prend du temps. Les chimistes de RUDN et leurs collègues ont montré que certains complexes métalliques, dont la synthèse se déroule dans des conditions douces, peuvent être des catalyseurs efficaces de ce processus.

«Malgré la grande diversité de systèmes catalytiques pour la production de циангидринов, la plupart d’entre eux possèdent des inconvénients majeurs — l’utilisation de la nocifs et de composants coûteux et des solvants, le temps de réaction, de faibles sorties, etc par Conséquent, le développement de la pratique du système catalytique afin d’obtenir циангидринов à partir d’aldéhydes dans des conditions douces de reste difficile. Nous avons décidé de tester plusieurs complexes de métaux relativement faciles à préparer et peu coûteux en tant que catalyseurs potentiels de la réaction», a déclaré Evgeny Nikitina, pH.d., professeur adjoint de chimie organique à l’Université RUDN.

Pour l’expérience, les chimistes ont choisi quatre complexes à base de cadmium, de Mercure, de zinc et de lanthane. Les ligands-les ligands reliant le centre métallique et les ramifications latérales — avaient le même composé organique dans les quatre cas. Le solvant, l’aldéhyde et le cyanure de triméthylsilyl ont été ajoutés au tube avec le catalyseur, puis la solution a été mélangée. Le cours de la réaction a été suivi par chromatographie en couche mince. Après le passage de la réaction, les chimistes du RUDN ont examiné le produit obtenu par spectroscopie RMN.

Le catalyseur le plus efficace était le complexe avec lanthane. En sa présence, la réaction n’a duré que six heures à température ambiante. Le rendement du produit final était proche de l’idéal-96,3%. Les chimistes ont également étudié quels composants du catalyseur sur le lanthane sont responsables de son efficacité et ont conclu que les interactions non covalentes et les liaisons donneur-accepteur sont cruciales. Les premiers — les plus faibles-déterminent la forme et la stabilité de la molécule, les seconds — les plus forts — tiennent sa structure elle-même.

«Comparé à d’autres catalyseurs de coordination pour une conversion aldéhydes similaire, le catalyseur à base de lanthane a de meilleures performances. Rendement du produit jusqu’à 96,3% en six heures à température ambiante. De plus, les systèmes catalytiques à base de complexes métalliques précédemment étudiés nécessitent des additifs, des temps de réaction plus longs, une plus grande quantité de catalyseur et des températures plus extrêmes, tandis que le rendement en cyanhydrines est généralement inférieur», a déclaré Fiodor zubkov, pH.d., professeur adjoint au département de chimie organique de RUDN.

Les résultats sont publiés dans la revue Polyhedron.