化学家创造催化剂生产防蚊物质

 
RUDN大学的化学家开发了一种用于生产丁香酚丁香酚的催化剂，丁香酚丁香酚能破坏传播危险疾病的蚊子的幼虫。该文章发表在《材料》杂志上。
埃及伊蚊(黄热蚊)可能携带寨卡病毒，黄热病，基孔肯雅热和登革热。尽管有疫苗，但高达20%的黄热病患者会死亡。没有针对寨卡病毒或登革热的治疗方法或疫苗。因此，消灭载体是对抗疾病传播的唯一有效方法。在幼虫阶段更容易杀死蚊子，因此一种有效且负担得起的抗幼虫药物，例如醋酸丁香酚，可以严重帮助人类。丁香油是丁香油中乙酰化反应的主要成分。但是，要合成没有杂质且目标产品含量高(高达90%)的纯丁香酚乙酸酯并不容易。这是因为尚未产生适合于这种合成的催化剂，并且还没有用于生产乙酸丁香酚的非催化方法。在工业上使用的反应中丁香酚乙酸酯的产率仅为20%至30%。
RUDN化学家Rafael Luque开发了一种新的丁香酚乙酰化催化剂，以解决此问题。化学家确保可以将催化剂从反应区中移出并重新使用。另外，温度和反应时间低，而目标产物的产率高。
在第一阶段，化学家分析了合成乙酸丁香酚的现有方法的弊端。无机酸的均相催化可用于丁香酚的乙酰化。但是这种方法不能简单地将催化剂与反应产物分离。在均相催化下，反应器也可能部分溶解在酸中，这会导致溶液污染。另一种方法是基于生物催化剂的使用。它们可以使丁香酚丁香酚的产率超过90%，并且对环境友好。然而，生物催化剂的合成费力且昂贵，并且这种催化剂的再利用几乎是不可能的。这使得生物催化剂的使用太昂贵。
RUDN化学家提议创建一种非均相催化剂，其中将活性物质杂多酸应用于中性固体载体。杂多酸是含氧酸的衍生物，其中氧离子被其他酸的酸残基完全或部分取代。杂多酸比无机酸具有更大的催化活性，并且与无机酸不同，它们不会产生污染溶液的不良反应。化学家已经提出，由几种组分组成的多相催化剂可能是最佳的解决方案，因为固体催化剂和溶液中的物质处于不同的相，并且不难分离它们。
对于非均相催化剂的合成，化学家们将杂多酸施加到了固体载体-中孔硅铝酸盐(AlSiM)上。这是一种高度多孔的物质，具有较大的表面积(最大1000平方米/克)和相同大小的圆柱孔。在生产过程中，TEOS(四乙氧基硅烷)是一种有毒且昂贵的成分，通常被用作硅的来源。拉斐尔·卢克(Rafael Luque)和他的同事表明，您可以使用富含硅的天然高岭土代替TEOS，这通常会浪费矿床的开发。使用高岭土获得AlSiM将显着降低催化剂载体的生产成本并减少负面的环境影响。
与生物催化剂相比，新催化剂很容易从反应区中移出，即使经过多次重复循环仍能保持其活性，使反应能够快速进行且没有杂质，具有很高的稳定性和相对较低的成本。产品产率为99.9%。重复循环后，产量会略有变化，即使在第五个循环后，产量也达到了90%。该催化剂可推荐用于乙酸丁子香酚的工业生产。