Het bij verrassing ontdekte 'bis-nitreen' radicale tussenproduct.

Een radicale aanpak van efficiente amine-synthese

Onverwacht intermediair ontdekt in radicale 'nitreen-transfer' reacties

20 april 2015

In samenwerking met verschillende Europese onderzoeksgroepen hebben chemici van het Van 't Hoff Institute for Molecular Sciences (HIMS) experimenteel bewijs gevonden voor een bijzonder tussenproduct in een nieuwe route voor de synthese van amines. Ze publiceerden onlangs in het Journal of the American Chemical Society over deze 'nitreen radicalen'. Hun onderzoek geeft mogelijk aanleiding tot een schonere en meer efficiente productie van de industrieel relevante amines.

Chemisch gezien zijn amines afgeleid van ammoniak, waarin dan een of meer waterstofatomen zijn vervangen door een alternatieve moleculaire groep. Ze kennen een breed scala aan toepassingen, bijvoorbeeld in verven, kunststoffen, coatings, producten voor persoonlijke verzorging en geneesmiddelen.

dhr. prof. dr. Bas de Bruin, medewerker FNWI, hoogleraar Bio-inspired sustainable catalysis

Bas de Bruin, hoogleraar 'Bio-inspired Sustainable Catalysis'.

Bij de synthese van de amines is men voortdurend op zoek naar goedkopere katalysatoren en een reductie van het aantal tussenstappen. Een van de mogelijke 'synthetische sluiproutes' zijn de zogenaamde 'nitreen-overdrachtsreacties' gekatalyseerd door kobalt(II) porfyrines.

Voor deze reacties is de laatste jaren veel belangstelling vanwege de duurzaamheidsvoordelen. Hun enige bijproduct is onschadelijk stikstofgas en het kobalt is veel minder schaars en duur dan het in de katalyse gebruikelijke palladium of platina.

Analysetechnieken

Bij de researchgroep 'Homogeneous, Supramolecular and Bio-Inspired Catalysis' onderzoeken chemici onder leiding van prof. dr. Bas de Bruin hoe dergelijke nitreenreacties precies verlopen. In de recente publicatie in het Journal of the American Chemical Society beschrijven ze hoe een breed scala aan spectroscopische analysetechnieken werd ingezet om het reactiemechanisme te ontrafelen en de tussenproducten in kaart te brengen. Onder leiding van promovenda Monalisa Goswami werd daarvoor samengewerkt met een groot aantal Europese experts.

Monalisa Goswami

Promovenda Monalisa Goswami is eerste auteur van de JACS publicatie.

De onderzoekers ontdekten een bijzonder tussenproduct waarvan het bestaan niet werd verwacht. Eerder uitgevoerde computersimulaties hadden er geen enkele aanwijzing voor opgeleverd. De verwachting is dat deze onderzoeksresultaten nieuwe, schone en efficiente 'radicale' syntheseroutes voor amines zullen opleveren.

De promotieplaats van Monalisa Goswami is bekostigd uit de Vici-subsidie die Bas de Bruin in 2012 ontving van NWO, de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek. Voor de contacten met de Europese onderzoekspartners benutte Goswami het Europese ECOSTBio netwerkprogramma. Gepubliceerd door HIMS