Dans le cadre d'un développement destiné à transformer l'industrie chimique à l'échelle mondiale, le professeur Chang Ho Yoo du département de chimie de l'UNIST a développé avec succès une réaction catalytique de carbonylation très efficace et stable utilisant des catalyseurs au nickel. Cette réalisation, publiée dans Science , offre une alternative prometteuse aux catalyseurs au rhodium largement utilisés dans le procédé acétyle.

La carbonylation est une réaction cruciale impliquée dans la conversion du méthanol en acide acétique et des composés esters en anhydride d'acide organique. Avec plus de 13 millions de tonnes de composés acétylés produits chaque année dans le monde, cette réaction joue un rôle essentiel dans l'industrie chimique.

Traditionnellement, les métaux précieux tels que le rhodium et l'iridium sont utilisés comme catalyseurs dans le processus commercial de carbonylation. Cependant, ces métaux présentent des défis en raison de leur rareté, de leur coût élevé, de leur toxicité et de leur impact environnemental. Dans cette recherche révolutionnaire, le professeur Yoo a exploité les abondants métaux de transition du nickel comme alternative durable et rentable.

Les catalyseurs au nickel existants ont une activité catalytique limitée et n’ont plus été utilisés dans l’industrie depuis les années 1970. L'équipe de recherche du professeur Yoo a réussi à résoudre cette limitation en employant un ligand carbène N-hétérocyclique à base d'imidazole, remplaçant les ligands phosphine conventionnels utilisés dans les catalyseurs au nickel traditionnels. Le ligand carbène a démontré une stabilité et une activité supérieures, présentant des performances comparables à celles des catalyseurs au rhodium actuellement utilisés dans les applications commerciales.

"Nous avons développé un catalyseur au nickel qui correspond au niveau d'activité du catalyseur au rhodium existant", a noté le professeur Yoo. "Cette réalisation est remarquable car elle ouvre la voie à l'utilisation pratique des catalyseurs au nickel en milieu industriel." Les résultats de la recherche ont été menés par l'équipe du professeur Yoo de l'Université de Caroline du Nord à Chapel Hill.

Ce développement offre non seulement une alternative durable aux catalyseurs aux métaux précieux, mais recèle également le potentiel de révolutionner l’industrie chimique en permettant l’adoption généralisée des catalyseurs au nickel. L’abondance, le faible coût et l’impact environnemental réduit du nickel en font une option intéressante pour les applications industrielles à grande échelle. À mesure que cette percée de la recherche progresse vers la commercialisation, elle devrait entraîner des progrès significatifs dans le processus de carbonylation et ouvrir de nouvelles voies pour une production chimique durable et efficace.

Plus d'informations : Changho Yoo et al, Carbonylation d'esters catalysée par le nickel favorisée par des carbènes et des sels dérivés de l'imidazole, Science (2023). DOI :10.1126/science.ade3179

Informations sur le journal : Sciences

Fourni par l'Institut national des sciences et technologies d'Ulsan