معقدة (Esters) محفز أيوني لتصنيع إسترات

الإسترات هي من بين أهم فئات المركبات في الكيمياء العضوية، تشتهر الإسترات البسيطة برائحتها اللذيذة وتحاكي رائحة الفاكهة في كثير من الأحيان، تستخدم في الأطعمة والعصائر والعطور ومستحضرات التجميل ومعطرات الجو. تحتوي الأمثلة الأكبر والأكثر تعقيدًا من الإسترات على مدى واسع من الاستخدامات الصناعية ، بدءًا من العدسات والأصماغ إلى الوقود “الأخضر” (وقود الديزل الحيوي)، يتم تحضير الإسترات البسيطة يتفاعل إزالة الماء من مخاليط الكحولات والأحماض الكربوكسيلية أو أملاحها لكن تحضير الإسترات دات السلاسل الطويلة والمعقدة عملية صعبة ومكلفة ؛

من الطرق الشائعة لإنتاج استرات معقدة هو تفاعل الكحول مع استرات كربوكسيلية بسيطة فيما يعرف باسم الاسترة التبادلية بإستخدام الأملاح المعدنية كمحفزات. مثل هذه المحفزات تميل إلى أن تكون باهظة الثمن و / أو ملوثة للبيئة. والأسوأ من ذلك ، إذا كانت سلاسل الإستر طويلة ومرنة ، فإنها تميل إلى الالتفاف حول المركز المعدني من خلال تناسقبة الترابط مع المعدن بفعالية مما يؤدي للإخلال بفعالية المحفز وأنتقائيته ؛

نشر فريق في جامعة ناغويا باليابان مؤخراً بحثاً علمياً في مجلة الكيمياء الخضراء عن عامل محفز جديد يمكن أن يوسع بشكل كبير نطاق ركائز الأسترة التبادلية لتجنب التناسق غير المرغوب فيه وذلك باستخدام حفاز أيوني خالي من المعادن عبارة عن كربونات الميثيل رباعي ميثيل أمونيوم. في ظل ظروف التفاعل الصحيحة، هذا المحفز الأيوني يتفاعل في الموقع مع الكحول لتشكيل أيون ألكوكسيد، والذي يهاجم إستر الركيزة البسيط لإعطاء الإستر المعقد المطلوب بإنتقائية ومحصلة عالية ؛

ليست هذه هي العملية الأولى التي تستخدم أنتاج أيونات ألكوكسيدس في الأسترة التبادلية، ولكن هو إلى حد بعيد الأكثر تنوعا، فقد استخدمت الجهود السابقة أملاح الفوسفونيوم كمحفز للأسترة، ولكن أيونات ألكوكسيد الناتجة يمكن أن تتفاعل فقط مع المذيبات نفسها، والتي يجب أن تكون ثنائي ميثيل كربونات وهذا أمر مقبول إذا كان الإستر النهائي المطلوب مبني على ثنائي ميثيل كربونات، ولكن المحفز الأيوني الجديد مستقر ويمكن إستخدامه في المذيبات التقليدية لتحضير أنواع مختلفة من الإسترات ؛

نطاق الكحولات والإسترات التي يمكن دمجها باستخدام المحفز الأيوني واسع، ويمكن أيضاإستخدام الكحوليات الأمينية كركائز لأول مرة، حيث أن المجموعة الأمينية في العادة تقوم بتعطيل المحفزات المعدنية النموذجية عن طريق الإستخلاب. كما تم تصنيع إسترات مشتقة من الكوينين مع حلقة ثلاثية الأبعاد على الجانب الكحولي. بالإضافة ألى استرات الأحماض الأمينية، تم أستخدام ركائز استر أمينية أيزومرية تتفاعل بنجاح مع الحفاض على طبيعة وترتيب الأيزومر ثلاثي الأبعاد. مثل أملاح الفوسفونيوم السابقة، يمكن أيضا أن تستخدم المحفز الجديد لأسترة المذيب نفسه، مما يوفر المال عندما يكون المذيب نفسه ركيزة ؛

هذا العامل الحفاز الأيوني يعتبر قابلا لإعادة التدوير وخاليا من المعادن، وهو مثال حقيقي للكيمياء الخضراء. ويمكن استخدامه لإنتاج وقود الديزل الحيوي، الذي هوا عبارة عن مزيج من الاسترات المختلفة، وقد قام فؤيق البحث يتصنيع مئات من الغرامات من وقود الديزل الحيوي الرئيسي وهي كمية كبيرة بالنسبة لمختبر أبحاث مما يؤكد أنه يمكن توسيع نطاق العملية إلى الإنتاج الصناعي ؛



Menu
Home
Top