Araştırmacılar yaptığı bir çalışmada, verimli bir katalizör ile birçok ilaç ve tarım ilaçlarında bulunan moleküler yapı bloklarını oluşturarak çevreye zararsız bir yol keşfettiler.
Moleküler yapı blokları bir azot atomuna bağlanmış en az iki karbon atomundan oluşan sübstitüe aminler olarak bilinir. Genellikle bir halojen atomu ihtiva eden (klor gibi) Karbon- bazlı moleküller ile azot ihtiva eden aminlerin reaksiyonundan oluşmaktadır ancak bu işlem ciddi miktarda toksik atık üretme eğilimindedir.
Sentez proseslerinde bir alkol molekülünün karbon zincirinin aminlere bağlanmasında bir katalizör kullanılır. Fakat rutenyum ve iridyum gibi metal içeren bu katalizörler genellikle çözelti içersinde reaktantlar ile birlikte çözünür. Bu çözünme, reaksiyon tamamlandıktan sonra katalizörlerin ürünlerden ayrımını zorlaştırır, katalizörlerin israfına ve dolayısıyla işlem maliyetlerinin artmasına yol açar. Bu amaçla Balamurugan Ramalingam ve çalışma arkadaşları (A*STAR Kimyasal ve Mühendislik Bilimleri Enstitüsü) bu reaksiyonu potansiyel olarak daha çevreci ve daha verimli hale getiren ve çözelti içersinde çözünmeyen bir rutenyum katalizörü geliştirdiler.
Ekip, rutenyum bileşiğini [Ru(p-cymene)2Cl2]2 küçük polistiren taneciklere veya silika granüllerine bağlayan fosfor atomları içeren bağlayıcı moleküller kullanmıştır. Kullanılan bu parçacıklar reaksiyon karışımından kolayca filtre edilmektedir.
Araştırmacılar, her parçacığın üzerindeki rutenyum bileşik miktarını değiştirerek ve farklı türde bağlayıcı molekülleri test ederek katalizör aktivitesinin optimum koşullarını belirlediler. Daha sonra yüksek verimle sübstitüe amin üretmek amacıyla çeşitli amin ve alkol bileşiklerini bir araya getiren en iyi katalizörü kullandılar. Katalizör aktivitesinden çok fazla kayıp vermeden beş reaksiyon boyunca tekrar tekrar kullanıldı ve çok az miktarda rutenyum, katı parçacıktan çözelti içersine ulaştı. Daha sonra Ramalingam ve ekibi katalizörü piribedil (Parkinson hastalığının tedavisinde kullanılan) adlı bir ilaç molekülünü yaklaşık % 100 verimle üretmek için denediler.
Fotoğrafta görüldüğü gibi katalizör taneleri boş kolonların içene de paketlenebilmektedir ve böylece üzerine reaktiflerin gönderilmesiyle ürün akışı sağlanmış olur. Geleneksel ‘batch-by-batch’ yöntemlerine uygun ve daha etkili alternatif olarak böyle sürekli akış sistemleri ilaç veya diğer yüksek değerli kimyasalların üretiminde kullanılabilmektedir.
Araştırmacılar deneysel sistemde 120 OC sıcaklıktaki yüklü kolona amin ve alkolü yavaşça göndermektedirler. Bu sistemle, hemen hemen hiç rutenyum kaybetmeden 21 saat içersinde yüzde 60-70 verimle sürekli ürün akışı sağlanmaktadır. Ramalingam şunu belirtmektedir: ‘’İlke olarak reaksiyon üretim ölçeğine kadar ölçeklendirilir ve reaktantların geri dönüşümüyle tam dönüşüm sağlanmış olur’’. Araştırmacılar şimdi ise amin bazlı polimerler üretmek için bu katalizörü kullanmaktadırlar.
Makaleye buradan ulaşabilirsiniz.
Kaynak: sciencedaily.com
