Gli scienziati hanno trovato un modo in laboratorio per ridurre il tempo necessario per creare una sostanza chimica chiave utilizzata per sintetizzare una varietà di farmaci, fertilizzanti e altre sostanze importanti.

La scoperta potrebbe rendere una serie di processi di produzione industriale più economici ed efficienti. E tutto ciò che serve, essenzialmente, sta elettrizzando un contenitore di alluminio che include le sostanze chimiche giuste.

In uno studio recentemente pubblicato su Giornale della Società Chimica Americana , il team di ricerca ha descritto come abbreviare un processo per trasformare una sostanza chimica, l'ossido di trifenilfosfina, in un'altra sostanza chimica, la trifenilfosfina. La trifenilfosfina è una sostanza chimica importante per la produzione di materiali che migliorano l'agricoltura o possono essere utilizzati come prodotti farmaceutici.

"Potrebbe rendere più facile o più economico produrre determinati farmaci, materiali, prodotti agrochimici, essenzialmente tutta la sintesi organica, " ha detto Christo Sevov, un assistente professore di chimica presso la Ohio State University e autore senior dello studio.

I produttori stanno già realizzando questa conversione, ma il processo con cui lo fanno è lungo e costoso. Il processo utilizza anche una sostanza, fosgene, che è tossico per l'uomo.

"Nessuno vuole usare il fosgene, è incredibilmente tossico, ma devi usarlo per riattivare le sostanze chimiche e ne hai bisogno molto, " disse Sevov. Il fosgene è una sostanza chimica ad alta energia; quell'alta energia è necessaria per convertire l'ossido di trifenilfosfina in trifenilfosfina, Egli ha detto.

L'attuale processo di conversione produce anche anidride carbonica, qualcosa che i chimici hanno cercato di capire come limitare.

Lo studio pubblicato da Sevov e dal suo gruppo di ricerca mostra che l'energia necessaria per consentire tale conversione può avvenire inviando una carica elettrica attraverso un contenitore di alluminio. Ciò fornisce energia sufficiente per consentire all'alluminio di rompere uno dei legami chimici nell'ossido di trifenilfosfina, essenzialmente, togliere l'ossigeno da quella molecola e lasciare solo la trifenilfosfina.

"Abbiamo appena tagliato la parte superiore di una lattina di alluminio e ci abbiamo versato dentro tutto ciò di cui avevamo bisogno. Poi abbiamo agganciato un paio di cavi elettrici alla parete della lattina e poi quella era l'elettricità di cui avevamo bisogno per fare le conversioni, " ha detto Sevov.

I chimici hanno cercato per decenni di abbreviare questo processo di conversione e di trovare un modo per ottenere la conversione senza utilizzare sostanze chimiche tossiche. Il gruppo di ricerca di Sevov, che studia le interazioni tra elettricità e sostanze chimiche, scoperto questa scorciatoia quasi per caso, mentre si lavora su un altro esperimento.

Shuhei Manabe, un ricercatore nel laboratorio di Sevov, ha osservato che l'introduzione di alluminio ed elettricità ha permesso al team di convertire una sostanza chimica nell'altra con pochissimi sprechi.

Sevov ha affermato che la semplicità di quel processo è stata sorprendente per l'intero team di ricerca.

"Generalmente, ottieni un intero casino di sottoprodotti quando converti uno nell'altro, ecco perché nessuno lo fa in un solo passaggio, " ha detto. "E sono davvero i passaggi nel processo di conversione che rendono le cose costose. Se puoi tagliare i passaggi, che rende il prodotto finale molto più economico."