如何在化学合成中减少稀有金属的需要

如何在化学合成中减少稀有金属的需要

11月19日在《自然》杂志上发表的评论表明，COV-ID-19大流行已经破坏了与化学工业相关的各种稀有金属的供应链。数百座矿山和工厂已经关闭，许多国家的边界​​比大流行之前更加严格。解决供应链中断的方法是开发不使用稀有金属的合成协议。此处描述的研究是这项工作的重要组成部分，将有助于使化学合成对子孙后代更具可持续性。 

药品，塑料和许多其他化学产品已经改变了人类的生活。为了制备这些产品，化学家经常在合成的各个阶段使用催化剂(通常基于稀有金属)。尽管稀有金属催化剂非常有用，但其有限的供应量意味着使用是不可持续的。合成化学家需要替代方案。

在近在Angewandte Chemie上发表的一项研究中，金泽大学的研究人员报告了这种替代方法。他们对制药和其他合成中常见的多种化学反应的研究将为建立更可持续的化学工业铺平道路。

通讯作者大宫博久解释说：“反应的范围很广。” “例如，用各种芳香环取代硼酸酯的苯基是成功的，亲电试剂可以是各种各样的环和线性链。”

随后的研究用各种芳基腈，芳基醚和芳基氟化物代替了仲烷基氯。这些反应中有许多是成功的，例如与4-氰基吡啶和4-氟苯基苯的反应。

2010年诺贝尔化学奖授予了研究人员，他们使用基于钯金属的催化剂进行常见的化学反应，称为交叉偶联。这样的催化剂在合成所谓的拥挤的季碳中心方面非常有效，这在农业和医学中普遍使用。但是，为了实现可持续性，研究人员需要稀土金属催化剂的替代品。

该研究的通讯作者Hirohisa Ohmiya说：“我们使用苄基有机硼酸酯来进行芳基或烷基亲电试剂的叔烷基化交叉偶联。” “我们的程序不使用稀有元素，是通往四级碳中心的直接途径。”

研究人员的初步研究包括叔丁基硼酸酯，该叔丁基硼酸酯首先被烷氧基钾碱活化成为苄基阴离子。然后，该阴离子与仲烷基氯亲电试剂发生交叉偶联反应。