Новости химической науки > Сверхкритические жидкости + фотолиз = зеленая химия

В соответствии с работой Мартина Полякова (Martyn Poliakoff) из Университета Ноттингема, комбинация известных признаков двух экологически чистых процессов: сверхкритических жидкостей и фотохимической активации позволит проводить экологически безопасные реакции в промышленном масштабе.

Фотореактор, разработанный в группе Полякова. (Рисунок из Chem. Commun., 2008, 4457)

Выступая в сентябре на втором конгрессе EuCheMS в Турине, Поляков заявил, что при масштабировании процессов, в которых в качестве растворителей используются сверхкритические жидкости, можно будет разработать дешевые, быстрые и чистые способы синтеза многих соединений. Фотохимия также является привлекательным способом, позволяющим избежать использования агрессивных химических реагентов, таким образом, проведение фотохимических реакций в сверхкритических жидкостях было бы весьма эффективно.

По словам Полякова, в его лаборатории в настоящее время разработан прототип микрореактора, с помощью которого возможно проводить непрерывные фотохимические реакции в сверхкритическом CO₂. Для демонстрации возможностей нового реактора Поляков выбрал взаимодействие α-терпинена с синглетным кислородом, приводящее к образованию аскаридола – монотерпена, в котором реализуется необычная мостиковая пероксидная группа. При давлении в 14 МПа (в таких условиях CO₂ переходит в сверхкритическое состояние) в реакционную смесь подается газообразный кислород, что позволяет осуществлять реакцию быстрее, чем в обычном растворителе.

Обычно такие реакции осуществляют в тетрахлорметане, который запрещен к использованию в ряде стран из-за негативного влияния на озоновый слой. Сверхкритический CO₂ в качестве растворителя имеет ряд преимуществ – он нетоксичен, неогнеопасен и легко удалятся из реакционной смеси просто за счет уменьшения давления, в результате чего углекислый газ переходит в газовую фазу.

Для того чтобы показать возможность масштабирования нового метода в группе Полякова был разработан фотохимический реактор непрерывного действия, способный производить аскаридол со скоростью 0,2 грамма в минуту со 100% выходом. Хотя создание высокого давления стоит дорого, Поляков уверен, что увеличение эффективности реакции, и экономия реагентов вполне скомпенсирует затраты на перевод газов в сверхкритическое состояние.

Источник: Chem. Commun., 2008, 4457, DOI: 10.1039/b806063k

метки статьи: #кинетика и катализ, #органический синтез, #химическая технология