Il percloro, solvente ampiamente utilizzato per il lavaggio a secco e lo sgrassaggio, può essere convertito in sostanze chimiche utili mediante una procedura nuova, pulita, sicura ed economica. La scoperta dell'Università di Kobe che utilizza l'attivazione UV su richiesta può aprire la strada all'upcycling del percloro e quindi contribuire a una società più sostenibile.
La sintesi organica è la produzione di sostanze chimiche utili, come i farmaci, da altre sostanze chimiche disponibili. I chimici generalmente utilizzano materiali di partenza per creare semplici elementi costitutivi, come gli esteri di carbonato, e combinarli in strutture sempre più complesse.
I materiali di partenza per questo devono essere reattivi, il che di solito li rende anche tossici, come il fosgene comunemente usato. Per questo motivo, i chimici sono costantemente alla ricerca di nuovi materiali di base che siano più sicuri e rispettosi dell'ambiente pur mantenendo la loro reattività. Idealmente, vorrebbero utilizzare materiali di scarto abbondanti e sicuri e trasformarli in prodotti utili senza che tale processo dia origine a sottoprodotti tossici.
Il gruppo di ricerca dell'Università di Kobe di TSUDA Akihiko è specializzato nello sviluppo di sintesi organica one-pot e flusso utilizzando la luce UV.
Tali reazioni hanno il vantaggio di fornire un ambiente chiuso in cui i materiali di partenza innocui possono essere fotoattivati dalla luce ad alta energia su richiesta, eliminando la necessità di procurarsi o immagazzinare materiali di partenza possibilmente tossici, e che qualsiasi reazione reattiva e quindi potenzialmente pericolosa i prodotti possono immediatamente reagire ulteriormente con altri composti, eliminando la necessità di estrarli o il pericolo della loro dispersione nell'ambiente.
Ora hanno fatto tesoro della loro esperienza e hanno collaborato con il produttore di materiali giapponese AGC Inc. per perfezionare il loro processo. Insieme, si sono concentrati su un obiettivo interessante, il percloro, l'agente sgrassante e per il lavaggio a secco comunemente usato, o percloroetilene come lo chiamano i chimici, che non è dannoso e viene prodotto in grandi quantità in tutto il mondo.
Pubblicazione su The Journal of Organic Chemistry , la partnership tra mondo accademico e industria descrive un metodo per trasformare il perc in esteri carbonatici e cloroformio, preziosi elementi costitutivi per un'ulteriore sintesi organica, in modo efficiente e in grandi quantità senza alcuna manipolazione diretta di materiali di origine tossici come il fosgene.
Tsuda spiega:"Poiché il percloro non è infiammabile ed è sufficientemente stabile da essere utilizzato come solvente, il suo utilizzo come materia prima per la sintesi organica ha ricevuto poca attenzione. Tuttavia, utilizzando il nostro metodo originale di sintesi organica foto-on-demand, siamo riusciti a la prima volta nell'ottenimento simultaneo di carbonati e cloroformii di importanza industriale da quella fonte."
Inoltre, per ridurre ulteriormente l’impatto ambientale del loro sistema, hanno testato la sostituzione delle tradizionali lampade al mercurio che emettono luce UV ad alta energia con lampade LED che generano una leggera luce UV. Sebbene ciò richiedesse alcune modifiche al processo di reazione, potevano comunque sintetizzare con successo i prodotti desiderati, aprendo un potenziale ancora maggiore per rendere la sintesi organica più sostenibile.
Tsuda spera nell'impatto ambientale del loro nuovo sviluppo. Dice:"È una reazione chimica sicura, poco costosa, semplice e rispettosa dell'ambiente. Mi aspetto che questo nuovo metodo di utilizzo e riciclo del perc, che viene utilizzato in grandi quantità in tutto il mondo, sarà un passo significativo verso la realizzazione di un processo a zero emissioni di carbonio e società sostenibile."
Ulteriori informazioni: Sintesi one-pot in situ con foto su richiesta di esteri carbonatici del tetracloroetilene, The Journal of Organic Chemistry (2024). DOI:10.1021/acs.joc.3c02588
Fornito dall'Università di Kobe
