Credito: Angewandte Chemie
Anidride carbonica (CO 2 ) non è solo un gas serra indesiderabile, è anche un'interessante fonte di materie prime che sono preziose e possono essere riciclate in modo sostenibile. Nel diario Angewandte Chemie , I ricercatori spagnoli hanno ora introdotto un nuovo processo catalitico per convertire la CO 2 in preziosi intermedi chimici sotto forma di carbonati ciclici.
Ottenere CO 2 reagire purtroppo non è facile. Attualmente, la maggior parte della ricerca è focalizzata sulla conversione della CO 2 in metanolo, che può essere utilizzato come combustibile alternativo e come materia prima per l'industria chimica. Processi catalitici innovativi potrebbero consentire la CO 2 da convertire in preziosi composti chimici senza deviare attraverso il metanolo, magari per la produzione di plastiche biodegradabili o intermedi farmaceutici.
Un approccio molto promettente è la conversione della CO 2 in carbonati organici, che sono composti che contengono un elemento costitutivo derivato dall'acido carbonico, comprendente atomo di carbonio attaccato a tre atomi di ossigeno. Ricercatori che lavorano con Arjan W. Kleij presso l'Istituto di scienza e tecnologia di Barcellona (Barcellona), l'Istituto di Ricerca Chimica della Catalogna (Tarragona), e l'Istituto Catalano di Ricerca e Studi Avanzati (Barcellona), hanno sviluppato un processo concettualmente nuovo per produrre carbonati sotto forma di anelli a sei membri, a partire da CO 2 e di base, blocchi di costruzione facilmente accessibili. Questi carbonati ciclici hanno un grande potenziale per la creazione di nuova CO 2 a base di policarbonato.
I materiali di partenza sono composti con un doppio legame carbonio-carbonio e un gruppo alcolico (-OH) su un atomo di carbonio vicino (alcoli omoalilici). Nella prima fase della reazione, il doppio legame viene convertito in un epossido, un anello a tre membri con un ossigeno e due atomi di carbonio. L'epossido è in grado di reagire con la CO 2 in presenza di un catalizzatore specifico. Il prodotto è un carbonato ciclico sotto forma di anello a cinque membri con tre atomi di carbonio e due di ossigeno. L'atomo di carbonio alla "punta" dell'anello a cinque membri è attaccato a un atomo di ossigeno aggiuntivo. Nel passaggio successivo, un catalizzatore organico (base N-eterociclica) attiva il gruppo OH e fa sì che l'anello a cinque membri si riorganizzi in un anello a sei membri. L'atomo di ossigeno del gruppo OH è integrato nel nuovo anello, mentre uno degli atomi di ossigeno dell'anello originale a cinque membri forma un nuovo gruppo OH. Però, la reazione inversa avviene anche perché l'anello a cinque membri originale è significativamente più energeticamente favorevole, e solo una piccolissima quantità dell'anello a sei membri è presente all'equilibrio. Il trucco è intrappolare l'anello a sei membri. Il nuovo gruppo OH si lega a un reagente (acilazione) perché la sua diversa posizione lo rende notevolmente più reattivo del gruppo OH originale.
Questo processo di nuova concezione dà accesso a un'ampia gamma di novità, anelli carbonatici a sei membri con rese eccellenti, con elevata selettività e in condizioni di reazione blande. Questo amplia il repertorio di CO 2 a base di eterocicli e polimeri, difficili da produrre con i metodi convenzionali.
