Команда з Сеула підвищила селективність електросинтезу лактонів до 97% завдяки контролю локального pH

Прорив у органічному електросинтезі

Як повідомляє НВ — Техно: Міжнародна команда дослідників під керівництвом професора Джеюн Рю із Сеульського національного університету досягла значного прориву в органічному електросинтезі, підвищивши селективність реакції з 16% до 97%. Це стало можливим завдяки контролю локального pH біля електродів. Результати дослідження, присвяченого виробництву лактонів та епоксидів, опубліковані в Journal of the American Chemical Society.

Важлива роль локального pH

В рамках дослідження команда виявила локальний рівень кислотності біля електродів як важливу хімічну змінну, що впливає на успішність реакцій. Традиційні методи виробництва лактонів та епоксидів зазвичай потребують використання небезпечних хімічних окисників. Натомість новий метод, розроблений дослідниками, використовує кисень і електричну енергію за нормального атмосферного тиску і кімнатної температури.

Під час електрохімічних реакцій спостерігалися значні коливання pH: біля катода рівень кислотності становив близько 11 (сильнолужне середовище), а біля анода - близько 2,5 (сильнокисле середовище). Оптимізація реактора включала зменшення відстані між електродами з 20 мм до 4 мм, що дозволило збільшити швидкість процесу в 2,2 раза. Крім того, забезпечення контрольованої циркуляції електроліту допомогло нівелювати різкі перепади кислотності, а оптимізація швидкості потоку рідини збільшила продуктивність приблизно в 14 разів.

"Успіх або невдача хімічної реакції часто залежать від недооціненої змінної - локального pH." Професор Джеюн Рю

Цей науковий прорив має потенціал трансформувати процеси виробництва в хімічній промисловості, зменшуючи використання небезпечних матеріалів і підвищуючи екологічність. Впровадження нових технологій на промислових підприємствах може призвести до зниження витрат і покращення якості продукції, що, в свою чергу, сприятиме розвитку сталих виробничих практик. Подальші дослідження та оптимізація можуть забезпечити ширше застосування цієї технології у різних галузях.