Des chercheurs ont mis au point un nouveau catalyseur pour synthétiser des amines aromatiques, qui sont les éléments constitutifs centraux de nombreux médicaments et pesticides. Le système est plus actif que les catalyseurs conventionnels, donc moins d'énergie est nécessaire pendant la réaction, et des composés difficiles peuvent être synthétisés.

Les équipes dirigées par le professeur Viktoria Däschlein-Gessner et le professeur Lukas Gooßen, qui travaillent ensemble à la Ruhr-Universität Bochum dans le cadre du pôle d'excellence Ruhr Explores Solvation, rendre compte des résultats dans le journal Angewandte Chemie , publié en ligne à l'avance le 19 novembre 2018.

Groupes organiques attachés décisifs

Des liaisons entre les atomes de carbone et d'azote doivent être formées pour produire des amines aromatiques – des composés azotés en forme d'anneau. Les matières premières sont certains composés azotés, amines primaires ou secondaires, et composés en forme d'anneau, qui initialement ne contiennent pas d'azote et sont appelés halogénures d'aryle. La réaction n'est possible qu'avec un catalyseur au palladium. En attachant des groupes organiques - appelés ligands - au catalyseur métallique, les chimistes de Bochum ont réussi à augmenter considérablement l'efficacité de la réaction.

Plus efficace que les systèmes conventionnels dès le départ

"Avec le système de ligand nouvellement développé, nous avons augmenté l'activité des catalyseurs au palladium à un point tel que la réaction est plus rapide et plus efficace qu'avec les systèmes optimisés depuis de nombreuses années, " explique Viktoria Däschlein-Gessner. Des groupes de recherche du monde entier travaillent intensément sur la conception ciblée de tels ligands. " Cependant, l'activité des nouveaux développements se rapproche rarement de celle des catalyseurs optimisés en continu depuis des décennies, " poursuit Däschlein-Gessner.

Le système nouvellement conçu à Bochum s'est immédiatement avéré plus actif que les systèmes utilisés dans l'industrie. Il peut être utilisé pour coupler des composés aromatiques contenant du chlore avec de nombreuses amines différentes à température ambiante en une heure. Avec les catalyseurs existants, cela prend souvent plusieurs heures et des températures de 100 degrés Celsius et plus.

"Même après de nombreuses rondes d'optimisation, les catalyseurs établis dans ce domaine ne semblent pas avoir beaucoup de marge d'amélioration, " dit Lukas Gooßen. " Cependant, notre système de ligand ouvre de nouvelles possibilités pour augmenter l'efficacité."

La Chaire de Chimie Organique I, dirigé par Lukas Gooßen, et la chaire de chimie inorganique II, dirigé par Viktoria Däschlein-Gessner, travaillent ensemble pour optimiser les structures de catalyseur et tester si les systèmes développés peuvent être transférés à d'autres types de réaction. Un partenaire industriel a déjà pris connaissance du nouveau système et travaille à sa préparation au marché et à son utilisation à l'échelle industrielle.