Un chimiste de l'Université RUDN a mis au point un catalyseur pour la production d'acétate d'eugénol, une substance qui détruit les larves de moustiques transmettant des maladies dangereuses. L'article a été publié dans la revue Matériaux .

Les moustiques Aedes aegypti (moustiques de la fièvre jaune) peuvent être porteurs du virus Zika, fièvre jaune, le chikungunya et la dengue. Jusqu'à 20 pour cent des patients atteints de fièvre jaune meurent, bien qu'il existe un vaccin. Il n'existe pas de remède ni de vaccin contre le virus Zika ou la dengue. Par conséquent, la destruction des porteurs est le seul moyen efficace de lutter contre la propagation des maladies. Il est plus facile de tuer les moustiques au stade larvaire, donc un médicament anti-larve efficace et abordable, comme l'acétate d'eugénol, peut sérieusement aider l'humanité. L'eugénol est le composant principal de la réaction d'acétylation, obtenu à partir d'huile de clou de girofle. Cependant, il n'est pas facile de synthétiser de l'acétate d'eugénol pur sans impuretés et avec une teneur élevée en produit cible (jusqu'à 90 pour cent). En effet, les catalyseurs adaptés à une telle synthèse n'ont pas encore été créés, et il n'y a pas de méthodes non catalytiques pour produire de l'acétate d'eugénol. Le rendement en acétate d'eugénol dans les réactions utilisées dans l'industrie n'est que de 20 à 30 %.

Le chimiste de RUDN Rafael Luque a développé un nouveau catalyseur pour l'acétylation de l'eugénol afin de résoudre ce problème. Les chimistes ont veillé à ce que le catalyseur puisse être retiré de la zone de réaction et réutilisé. En outre, la température et le temps de réaction sont faibles tandis que le rendement du produit cible est élevé.

Au premier stade, les chimistes ont analysé les inconvénients des méthodes existantes pour la synthèse de l'acétate d'eugénol. Une catalyse homogène avec des acides minéraux peut être utilisée pour acétyler l'eugénol. Mais cette méthode ne permet pas simplement de séparer le catalyseur des produits de réaction. Avec catalyse homogène, une dissolution partielle du réacteur dans l'acide est également possible, ce qui entraîne une contamination de la solution. Une autre méthode est basée sur l'utilisation de biocatalyseurs. Ils permettent d'obtenir un rendement de plus de 90 % en acétate d'eugénol et sont respectueux de l'environnement. Cependant, la synthèse des biocatalyseurs est laborieuse et coûteuse, et la réutilisation de tels catalyseurs est presque impossible. Cela rend l'utilisation de biocatalyseurs trop coûteuse.

Les chimistes de RUDN ont proposé de créer un catalyseur hétérogène, où la substance active, hétéropolyacide, est appliqué à un support solide neutre. Les hétéropolyacides sont des dérivés d'acides oxygénés dans lesquels les ions oxygène sont complètement ou partiellement remplacés par des résidus acides d'autres acides. Les hétéropolyacides ont une activité catalytique plus importante que les acides minéraux, et, contrairement aux acides minéraux, ils ne produisent pas d'effets indésirables qui polluent la solution. Les chimistes ont suggéré que les catalyseurs hétérogènes, composé de plusieurs éléments, peut être la solution optimale, puisque le catalyseur solide et la substance en solution sont dans des phases différentes, et il n'est pas difficile de les séparer.

Pour une synthèse de catalyseur hétérogène, les chimistes ont appliqué un hétéropolyacide sur un support solide, l'aluminosilicate mésoporeux (AlSiM). C'est une substance très poreuse avec une grande surface (jusqu'à 1000 m ² /g) et des pores cylindriques de même taille. Pour sa fabrication, TEOS (tétraéthoxysilane), un composant toxique et coûteux, est le plus souvent utilisé comme source de silicium. Rafael Luque et ses collègues ont montré qu'au lieu de TEOS, vous pouvez utiliser du kaolin naturel riche en silicium, ce qui est généralement gaspillé dans le développement des gisements. L'utilisation de kaolin pour obtenir l'AlSiM réduira considérablement le coût de production du support de catalyseur et réduira l'impact environnemental négatif.

Le nouveau catalyseur s'élimine facilement de la zone réactionnelle et conserve son activité même après plusieurs cycles répétés, permet de réaliser la réaction rapidement et sans impuretés, a une stabilité élevée et un coût relativement faible par rapport aux biocatalyseurs. Le rendement en produit s'élevait à 99,9 pour cent. Avec des cycles répétés, le rendement change légèrement et même après le cinquième cycle, il atteint 90 pour cent. Le catalyseur peut être recommandé pour la production industrielle d'acétate d'eugénol.