マインツ大学とエボニック社の研究者

マインツ大学とエボニックの研究者は、炭化水素の二重結合と三重結合を切断して酸化する革新的な方法を開発しました

ヨハネス・グーテンベルク大学マインツ

ポリアミドは、登山用のロープ、ナイロン製のパラシュート、3D プリント用の材料など、さまざまな製品に含まれています。 ジカルボン酸は、これらのポリアミドの化学構成要素として使用されます。 しかし、飽和または不飽和炭化水素からジカルボン酸を生成する現在の方法では、重金属や強酸の使用に加えて複数のステップが必要となることが多く、関連するエネルギー消費とコストが膨大になるため、その製造はこれまで困難でした。 さらに、このプロセスでは、気候に関する限り最も問題のある温室効果ガスの 1 つである窒素酸化物 (NOx) が放出されることがよくあります。 ヨハネス・グーテンベルク大学マインツ (JGU) とエボニックの研究者らは最近、環境に優しい（ジ）カルボン酸の製造方法を開発しました。 彼らは、最近 Nature Communications に掲載された論文でこれについて報告しています。

電気化学は新たな機会を提供します

SusInnoScience – 資源革新の鍵としての持続可能な化学の講演者であるジークフリード・ヴァルドフォーゲル教授は、「私たちの技術は、かなり節約したアプローチを使用して、石油化学化合物やさらには不飽和脂肪酸からポリアミドの構成要素を製造する史上初のプロセスです」と述べた。 -人新世の効率的な科学 – マインツ大学での研究の焦点。 この新しい技術には、二重結合または三重結合を持つ炭化水素を溶媒で満たされた電解セルに移す電気化学的方法が含まれます。 次に酸素が追加され、酸素濃度が高くなるほどプロセスの効率が高まります。

「私たちのプロセスで本当に興味深いのは、アノードとカソードの両方で電気化学的介入が必要であることです」と Waldvogel 氏は説明しました。 アノードで酸化ラジカルが生成される一方で、反対側の電極では酸素がスーパーオキシドアニオンに還元されます。 ラジカルとスーパーオキシドアニオンは溶液中で一緒になり、反応して目的の生成物であるカルボン酸を形成します。 研究者らは、標準電解槽と流動電解槽の両方でこのプロセスを成功裏に繰り返しました。

プロセスに必要なのは酸素、電気、炭化水素化合物だけです

この新しい技術には多くの利点があります。窒素酸化物が生成されず、重金属や強酸が不要になります。 必要な出発物質は、酸素、電気、二重結合を持つ炭化水素だけです。 副生成物が生成されず、溶媒を回収してリサイクルできるため、このプロセスは非常にコスト効率が高くなります。 「これは革新的で有害性の少ないカルボン酸製造プロセスであり、気候に悪影響を与えるプロセスを環境に優しいアプローチに置き換えたいと考えている製造業者に貴重な貢献を提供します」と Waldvogel 氏は結論付けました。 研究チームは現在、商用利用を可能にするために実験プロセスのスケールアップに取り組んでいます。

関連リンク：

続きを読む：

ネイチャーコミュニケーションズ

10.1038/s41467-023-40259-0

硝酸塩と酸素を使用した環状アルカンおよびアルケンの電気化学的オキソ官能基化

2023 年 7 月 28 日

免責事項: AAAS と EurekAlert! EurekAlert! に投稿されたニュース リリースの正確性については責任を負いません。 貢献機関による、または EurekAlert システムを介した情報の使用。