ساخت نانوکاتالیست جدیدی برای هیدروژناسیون‌های جزیی

پژوهشگران اروپایی موفق به ابداع روشی ساده و سازگار با محیط زیست برای ساخت
نانوکاتالیست‌های پالادیم پایه‌دار ـ که نسبت به هیدروژناسیون‌های جزیی انتخابگری
زیادی دارد ـ شده‌اند.

فردریک گوتمن، ماریا ماگدالنا تیتیریسی و همکارانشان از مؤسسه کولوئید‌ها و
اینترفیس‌های ماکس-پلانک آلمان و مؤسسه شیمی تجزیه مارکول فرانسه، کاتالیست جدیدی
از نانوذرات پالادیم بر روی کربن آب‌دوست طراحی نموده‌اند. این نانوکاتالیست به‌وسیله
واکنش آبی تک‌ظرفی(one-pot) و در فرایندی به نام کربونیزاسیون هایدروترمال تهیه
گردیده‌است.

این کاتالیست نسبت به فرایند ناپیوسته هیدروژناسیون جزیی ترکیبات فنلی، انتخابگری
بالایی از خود نشان می‌دهد و برای تولید سیکلوهگزانون – یکی از مواد واسطه اصلی که
در تولید ترکیبات مورد استفاده در ساخت نایلون ۶، نایلون ۶-۶ و رزین پلی‌آمید به‌کار
می‌رود- آزمایش شده‌است.
 

سیکلوهگزانون معمولاً از واکنش فنل در فاز گاز و با استفاده از کاتالیست پالادیم
پایه‌دار تولید می‌شود؛ ولی این فرایند در رآکتور‌های ناپیوسته به‌آسانی انجام نمی‌شود
و هیدروژن‌دار کردن انتخابی ترکیبات فنلی نیز مشکل است. اما با این نانوکاتالیست
جدید، آب می‌تواند به‌عنوان حلال استفاده شود و سیکلوهگزانون در یکی از واکنش‌ها با
بازدهی ۹۵ درصد و سرعت تبدیلی نزدیک به ۹۹ درصد به دست آمد.

گوتمن تصمیم دارد کاتالیست جدید را با کاتالیست پالادیم بر روی زغال چوب مقایسه
نماید. کاتالیست پالادیم نه تنها در سایر واکنش‌های هیدروژناسیون، بلکه در واکنش‌های
تشکیل پیوند کربن-کربن؛ مانند اتصال‌های هک و سونوگاشیرا(Heck and Sonogashira)،
عامل دار کردن مشتقات آلیلیک و واکنش‌های هیدروژن‌زدایی نیز به‌کار می‌رود. وی می‌گوید:
“نانوکاتالیست ما امکان آزمایش همه این واکنش‌ها را مستقیماً درون آب، و مشاهده
انتخاب‌های جایگزین را نیز فراهم می‌نماید.”

اگرچه این کاتالیست کندتر از پالادیم بر روی زغال چوب است؛ در عین حال گوتمن در
اینکه این مشکل بتواند کاربردهای بالقوه این روش را تحت تأثیر قرار دهد، مردد است.

نتایج این تحقیقات تحت عنوان هیدروژناسیون جزیی و انتخابی مشتقات هیدروکسی آروماتیک
به‌وسیله نانوذرات پالادیم بر روی پایه کربن آب‌دوست، در مجله Chem. Commun. در سال
۲۰۰۸ چاپ شده‌است