Bardziej ekologiczna produkcja w przemyśle chemii organicznej
Produkty chemiczne powstają w wyniku przemiany substancji nazywanych substratami reakcji w inne substancje poprzez zrywanie i tworzenie wiązań chemicznych. Wiązania te tworzą się, kiedy atomy w cząsteczkach współdzielą elektrony lub kiedy atomy o przeciwnych ładunkach przyciągają się do siebie. Proces chemicznego przekształcania substratów reakcji w produkt jest często nieefektywny i powoduje powstawanie dużych ilości groźnych odpadów. Celem finansowanego ze środków UE projektu HYPERCAT (Hypervalent chemistry and catalysis) było opracowanie bardziej ekologicznych metod wytwarzania produktów chemii organicznej, w tym w szczególności małych złożonych cząsteczek. Jednym ze sposobów jest użycie katalizatora, który pomaga w zrywaniu i tworzeniu wiązań przez donory i akceptory. W celu tworzenia wiązań atomów węgla w cząsteczkach organicznych chemicy często używają drogich metali, takich jak pallad, nikiel czy platyna, jako katalizatorów metaloorganicznych. W projekcie HYPERCAT badano, czy do wytwarzania związków organicznych można by wykorzystywać łatwo dostępne pierwiastki — bor i krzem — zamiast tradycyjnych katalizatorów metaloorganicznych. W pewnych warunkach bor i krzem stają się użytecznymi nośnikami elektronów. Aby opracować obszerniejszy zestaw nietoksycznych odczynników metaloorganicznych, z którego mogliby korzystać chemicy organiczni, naukowcy starali się zrozumieć ich zachowanie w tych warunkach. Następnie opracowano metody rozkładania odczynników borowych i krzemowych przy pomocy specjalnie zaprojektowanych struktur chemicznych. Odczynników tych można używać do wytwarzania złożonych cząsteczek o strukturach trudnych do uzyskania przy pomocy innych metod. Cząsteczki organiczne stworzone w ten sposób w ramach projektu HYPERCAT, nazywane alkenami, należą do najważniejszych i najpowszechniej używanych związków przemysłowych w skali światowej. Dzięki opracowaniu tanich, przyjaznych środowisku metod wytwarzania tych i innych cząsteczek organicznych, projekt HYPERCAT wniósł bardzo istotny wkład w rozwój zielonej chemii.
Słowa kluczowe
Produkcja w przemyśle chemii organicznej, chemia, katalizatory, HYPERCAT, metaloorganiczne, bor, krzem
