Une équipe de chercheurs de la Louisiana State University et d'ExxonMobil Chemical a trouvé un moyen de remplacer les catalyseurs au rhodium utilisés dans le processus d'hydroformylation. Dans leur article publié dans la revue Science , le groupe décrit leur processus et comment il se compare économiquement aux méthodes actuelles.

L'hydroformylation est un procédé industriel utilisé pour produire les types d'aldéhydes qui sont fortement utilisés dans l'industrie pétrochimique. Actuellement, des catalyseurs au rhodium sont utilisés dans le procédé, mais les compagnies pétrolières comme ExxonMobil aimeraient trouver un remplaçant en raison de leur coût élevé - il se vend actuellement plus de 10 $, 000 l'once. Dans ce nouvel effort, les chercheurs prétendent avoir trouvé une alternative viable :un complexe de cobalt.

Le cobalt était à l'origine utilisé pour transformer les oléfines en aldéhydes pour une utilisation dans des applications telles que la fabrication de produits pétrochimiques, mais ils ont été remplacés au fil du temps par des catalyseurs au rhodium. C'était parce qu'ils étaient beaucoup plus actifs, ce qui s'est traduit par des temps de réaction plus rapides. Ainsi, tout remplacement, y compris le cobalt aurait besoin d'avoir des temps de réaction similaires.

Le cobalt est un élément chimique présent dans la croûte terrestre sous une forme chimiquement combinée. Son utilisation dans les applications industrielles est principalement dans les batteries lithium-ion et les aimants. Et c'est moins cher à l'achat que le rhodium, mais ces prix ne sont pas une certitude. Environ 66 pour cent des réserves disponibles se trouvent en République démocratique du Congo, un pays historiquement instable. Les chercheurs pensent qu'il vaut la peine de parier sur le cobalt, cependant, au moins pour l'instant, car son prix n'est actuellement que de 0,01 % de celui du rhodium.

La nouvelle approche consiste à dissocier le ligand carbonyle du catalyseur, faire de la place pour l'alcène, puis appliquer une espèce de cobalt chargée positivement - à partir de là, on laisse la réaction se poursuivre jusqu'à ce qu'elle se termine. Les chercheurs ont utilisé l'espèce de cobalt chargée positivement car on pensait qu'elle augmentait les temps de réaction - la charge cationique sur le cobalt forcerait les orbitales d métalliques à se contracter, rendant les carbonyles plus labiles. La synchronisation des réactions d'essai a montré que contrairement aux efforts antérieurs pour utiliser le cobalt comme catalyseur, c'était relativement rapide - dans un facteur de 20 par rapport aux réactions utilisant des catalyseurs au rhodium.

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