In uno sviluppo volto a trasformare l’industria chimica su scala globale, il professor Chang Ho Yoo del Dipartimento di Chimica dell’UNIST ha sviluppato con successo una reazione catalitica di carbonilazione altamente efficiente e stabile utilizzando catalizzatori al nichel. Questo risultato, pubblicato su Science , offre un'alternativa promettente ai catalizzatori al rodio ampiamente utilizzati nel processo dell'acetile.
La carbonilazione è una reazione cruciale coinvolta nella conversione del metanolo in acido acetico e dei composti esterici in anidride dell'acido organico. Con oltre 13 milioni di tonnellate di composti acetilici prodotti ogni anno in tutto il mondo, questa reazione svolge un ruolo fondamentale nell'industria chimica.
Tradizionalmente, i metalli preziosi come rodio e iridio sono stati impiegati come catalizzatori nel processo di carbonilazione commerciale. Tuttavia, questi metalli presentano sfide a causa della loro scarsità, dei costi elevati, della tossicità e dell’impatto ambientale. In questa ricerca innovativa, il professor Yoo ha sfruttato gli abbondanti metalli di transizione del nichel come alternativa sostenibile ed economica.
I catalizzatori al nichel esistenti hanno un’attività catalitica limitata e non sono più stati utilizzati nell’industria dagli anni ’70. Il gruppo di ricerca del professor Yoo ha affrontato con successo questa limitazione impiegando un ligando di carbene N-eterociclico a base di imidazolo, in sostituzione dei ligandi di fosfina convenzionali utilizzati nei tradizionali catalizzatori di nichel. Il ligando di carbene ha dimostrato stabilità e attività superiori, esibendo prestazioni paragonabili ai catalizzatori al rodio attualmente utilizzati nelle applicazioni commerciali.
"Abbiamo sviluppato un catalizzatore al nichel che corrisponde al livello di attività del catalizzatore al rodio esistente", ha osservato il professor Yoo. "Questo risultato è notevole in quanto apre la strada all'uso pratico dei catalizzatori al nichel in ambienti industriali." I risultati della ricerca sono stati condotti dal team del professor Yoo presso l'Università della Carolina del Nord a Chapel Hill.
Questo sviluppo non solo offre un’alternativa sostenibile ai catalizzatori di metalli preziosi, ma ha anche il potenziale per rivoluzionare l’industria chimica consentendo l’adozione diffusa di catalizzatori al nichel. L’abbondanza, il basso costo e il ridotto impatto ambientale del nichel lo rendono un’opzione interessante per applicazioni industriali su larga scala. Man mano che questa svolta della ricerca avanza verso la commercializzazione, si prevede che porterà progressi significativi nel processo di carbonilazione e aprirà nuove strade per una produzione chimica sostenibile ed efficiente.
Ulteriori informazioni: Changho Yoo et al, Carbonilazione dell'estere catalizzata dal nichel promossa da carbeni e sali derivati dall'imidazolo, Scienza (2023). DOI:10.1126/science.ade3179
Informazioni sul giornale: Scienza
Fornito da Ulsan National Institute of Science and Technology
