Un giovane ricercatore del team del professor Waldvogel utilizza un apparato di screening per l'ottimizzazione dell'elettrolisi parallela. Credito:Alexander Sell
L'elettrochimica ha subito una rinascita negli ultimi anni e numerosi gruppi di ricerca stanno attualmente lavorando alla produzione o conversione di molecole rispettose dell'ambiente. Però, nonostante la superiorità dell'elettrochimica, la sua applicazione a varie molecole è stata problematica. L'elettrolisi di sostanze altamente reattive, Per esempio, ha finora portato solo alla formazione di prodotti ad alto peso molecolare, cioè., polimeri. Questo metodo di produzione è stato talvolta utilizzato anche di proposito come negli esempi di politiofene e polianilina, quest'ultimo è noto anche come nero di anilina. I chimici della Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) sono ora riusciti a superare il problema della formazione di polimeri elettrochimici e a sviluppare per la prima volta una strategia di sintesi sostenibile ed efficiente per questi importanti prodotti.
Per generare reazioni chimiche, l'elettrochimica utilizza la corrente elettrica invece di reagenti chimici parzialmente pericolosi e quindi senza sprechi di reagenti. Questo metodo ecologico fornisce un facile accesso a una serie di composti ad alto contenuto chimico, farmaceutico, e il potenziale della scienza dei materiali, come mattoni per co-catalizzatori nella catalisi omogenea. Il gruppo di ricerca guidato dal professor Siegfried Waldvogel dell'Istituto di chimica organica dell'Università di Mainz ha ora sviluppato un metodo per utilizzare questa tecnologia chiave con sostanze altamente reattive. "Lavorare con determinate sostanze di partenza, l'elettrochimica ha sempre prodotto polimeri. Ora possiamo scegliere di riunire solo due elementi costitutivi, " ha spiegato Waldvogel. Questa strategia è stata sviluppata in collaborazione con Evonik Performance Materials GmbH.
Però, non è solo la semplicità di questa sintesi a convincere, ma anche la sua compatibilità ambientale. L'unico "rifiuto" prodotto è l'idrogeno, che è noto come combustibile ecologico. La chiave del successo qui è l'uso di un sistema elettrolitico unico, che è estremamente stabile e può essere riutilizzato dopo l'elettrolisi, rafforzando l'aspetto verde di questo metodo. Inoltre, questo straordinario elettrolita è anche la fonte dell'elevata selettività di queste reazioni. Perciò, può essere utilizzata una configurazione di elettrolisi molto semplice.
In altre parole, gli scienziati sono riusciti per la prima volta a realizzare un accoppiamento elettrochimico carbonio-carbonio di tiofeni con fenoli. In un altro esperimento, è stato effettuato il cross-coupling ossidativo dei derivati dell'anilina, producendo selettivamente un ampio spettro di bifenil diammine. Gli articoli sono stati pubblicati sulla rivista Angewandte Chemie .