به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا از بنیاد ملی علم ایران (INSF)، پیوند صنعت با علوم مختلف باعث شده تا محققان طرح‌های کاربردی متعددی ارائه دهند و بنیاد ملی علم ایران هم از این طرح‌ها حمایت کند.

طرح پژوهشی «سنتز و کاربرد کاتالیستی کمپلکس‌های آهن و روتنیم با لیگاندهای کاربن N-هتروسیکل جدید در واکنش‌های هیدروژنه کردن انتقالی» توسط عبدالله نشاط استادیار دانشگاه تحصیلات تکمیلی زنجان با حمایت بنیاد ملی علم ایران انجام شده است.

نشاط با مدرک دکتری تخصصی شیمی معدنی از دانشگاه تولیدو آمریکا درباره علت انجام این طرح توضیح داد: هدف اولیه از انجام این پژوهش، سنتز و شناسایی لیگاند جدید پینسری بر پایه کاربن‌های N-هتروسیکل و کمپلکس‌های فلزی این لیگاندها با استفاده از فلزات منتخب از عناصر واسطه مانند آهن و روتنیم بوده است. از این کمپلکس‌ها به عنوان کاتالیست هموژن در واکنش‌های هیدروژنه کردن انتقالی استفاده شده است. در این نوع واکنش‌ها به جای گاز خطرناک هیدروژن، از الکل‌ها به عنوان منبع اتم هیدروژن برای واکنش احیا استفاده می‌شود. در این پژوهش، واکنش‌های احیا انواع متعددی از بسترهای غیر اشباع مانند کتون‌ها، آلدهیدها و ایمین‌ها مورد بررسی قرار گرفتند.

وی افزود: از آنجا که در واکنش‌های کاتالیستی، پایداری کاتالیزور و بازیافت آن‌ها از فاکتورهای مهم برای سنجش اهمیت آن است، لیگاند استفاده شده در این تحقیق امکان سنتز چنین کمپلکس‌های پایداری را می‌دهد. کمپلکس‌های آهن در این پروژه کارایی مشابهی با کاتالیست‌های روتنیم از خود نشان دادند و این موضوع به دلیل گران‌قیمت بودن فلز روتنیم نسبت به آهن و امکان جایگزینی آن‌ها توسط آهن نیز اهمیت زیادی دارد. در این پروژه، هدف مهم دیگر مطالعه بر روی تشکیل کمپلکس از دیدگاه شیمی معدنی و شناسایی آن با تکنیک‌هایی چون طیف‌سنجی UV-NIR جامد و محلول و پراش پرتو ایکس تک بلور نیز مورد توجه قرار گرفته است.

این محقق و پژوهشگر در ادامه بیان کرد: با کسب نتایج موفقیت‌آمیز اولیه، کارایی این واکنش‌ها در حلال‌های ارزانتر از ایزوپروپیل الکل مانند اتانول یا متانول یا در حلال سبز آب مورد بررسی قرار گرفت. علاوه بر این، ساختار بهینه آن‌ها و مکانیسم واکنش کاتالیستی نیز با استفاده از روش‌های محاسباتی مورد بررسی قرار گرفت.

نشاط تصریح کرد: این مطالعات تئوری امکان رفع نقص و طراحی کاتالیست‌های بهتر را می‌دهد. علاوه بر این، محصول این واکنش‌ها نیز دارای ارزش اقتصادی است. احیای بعضی از کتون‌ها با استفاده از این روش به تولید الکل‌های کایرال منجر می‌شود.

وی خاطرنشان کرد: با استفاده از کاتالیست‌های کارامد نه‌تنها می‌توان الکل‌های نوع اول و دوم را بدون نیاز به گاز هیدروژن و تنها با استفاده از حلال‌هایی مانند ایزوپروپیل الکل به دست آورد، بلکه در مواردی می‌توان انانتیومرهای خاصی از الکل‌های کایرال نیز تولید کرد که کاربردهای فراوانی در صنایع دارویی و شیمیایی دارند. نتایج اولیه از این پژوهش اخیراً در ژورنال acs omega به چاپ رسیده است.