新工藝減少化學合成中對稀有金屬的需求

2020-12-03 科技報告與資訊

藥品、塑料和許多其他化學產品改變了人類的生活。為了製備這些產品,化學家們經常在合成的各個環節使用催化劑(通常以稀有金屬為基礎)。雖然稀有金屬催化劑非常有用,但由於供應有限,從長遠來看,其使用是不可持續的。合成化學家們需要一種替代方法。

在最近發表在《Angewandte Chemie》上的一項研究中,來自金澤大學的研究人員報告了這樣一種替代品。他們對製藥和其他合成中常見的一類化學反應的研究將為實現更可持續的化學工業鋪平道路。

2010年諾貝爾化學獎頒給了使用基於鈀金屬的催化劑來進行一種常見的化學反應,即交叉耦合的研究人員。這種催化劑對於合成所謂的擁擠的季碳中心非常有效,而這些碳中心在農業和醫藥領域的分子中很常見。然而,為了長期可持續發展,研究人員需要一種稀有金屬催化劑的替代品。

"我們使用苄基有機硼酸鹽來執行芳基或烷基電泳者的三級烷基交聯,"該研究的作者Hirohisa Ohmiya說。"我們的工藝不使用稀有元素,是通往季碳中心的直接途徑。"

研究人員最初的研究內容是,首先用鹼式鉀激活三級苯硼酸,使其成為苄基陰離子。然後,這個陰離子與二級烷基氯化物親電體發生交聯反應。"該反應具有廣泛的範圍,"相應作者Hirohisa Ohmiya解釋說。"例如,用各種芳香環取代硼酸酯的苯基基團是成功的,而助選劑可以是廣泛的環和線性鏈。"

隨後的研究用各種芳基亞硝酸鹽、芳基醚和芳基氟化物取代了二級烷基氯化物。其中許多反應是成功的,如與4-氰基吡啶和4-氟苯基苯的反應。

論文標題為《TransitionMetalFree CrossCoupling by Using Tertiary Benzylic Organoboronates》。

相關焦點

  • 鋰電池新設計或減少對稀有金屬依賴
    科技日報紐約9月15日電(記者馮衛東)據最新一期的《自然·材料》報導,為了開發鋰基電池的替代品,減少對稀有金屬的依賴,美國喬治亞理工學院研究人員開發出一種有前景的新型陰極和電解質系統,用低成本的過渡金屬氟化物和固體聚合物電解質代替昂貴的金屬和傳統的液體電解質。
  • 美國科學家開發鋰電池替代品:或減少對稀有金屬依賴
    《科技日報》9月16日消息,據最新一期的《自然·材料》報導,為了開發鋰基電池的替代品,減少對稀有金屬的依賴,美國喬治亞理工學院研究人員開發出一種有前景的新型陰極和電解質系統,用低成本的過渡金屬氟化物和固體聚合物電解質代替昂貴的金屬和傳統的液體電解質。
  • 中國發現超級金屬"錸" 還有哪些稀有金屬?又有什麼用處?
    &nbsp&nbsp&nbsp&nbsp稀有金屬的名稱具有一定的相對性,隨著人們對稀有金屬的廣泛研究,新產源及新提煉方法的發現以及它們應用範圍的擴大,稀有金屬和其它金屬的界限將逐漸消失,如有的稀有金屬在地殼中的含量比銅、汞、鎘等金屬還要多。
  • 稀有金屬銦的主要工藝
    銦在硫化礦中的含量最高,閃鋅礦是主要工業來源,銅礦、方鉛礦、黃錫礦與錫石也含有較高的銦,但由於產量極少,非常分散,不能作為直接生產銦的原料,一般是從鋅、鉛、錫等重金屬冶煉的副產物中回收生產。由於稀散金屬離子在化學性質上有許多相似之處,造成分離、富集、回收上的困難,近年來,隨著銦需求量不斷增加,對於銦的富集、回收進行了很多的研究。世界上銦產量的90%來自鉛鋅冶煉廠的副產物。
  • 我國高性能合成樹脂的需求、技術、問題及對策
    近年來,催化劑技術(如茂金屬催化劑)、聚合工藝、聚合物加工技術等方面發展迅速,新型催化劑設計手段與調控手段(如金屬–金屬協同效應、配體次級配位效應、配體–底物效應、氧化–還原調控等)、新型非均相聚合方法(如自穩定沉澱聚合),成為高性能聚烯烴高效製備的有效途徑。
  • Science:合成化學對於製藥工業有多重要?
    例如不對稱氫化(2001年諾獎)、不對稱環氧化(2001年諾獎)、烯烴複分解反應(2005年諾獎)、鈀催化交叉偶聯反應(2010年諾獎)、過渡金屬催化C-X鍵構築、選擇性C-H官能團化、廉價實用的氟化/三氟甲基化等方法學極大的方便了化合物庫的建設、構效關係(SAR)研究以及合成工藝開發,為發現具有成藥性的化合物提供高效的支持。
  • 地球上的稀有「高科技金屬」它們以稀缺的資源可靠性能著稱!
    它們其實都是鉑族金屬。這些金屬以其極為珍貴的性質和稀有的資源而聞名。廣泛應用於航天、航空、航海、武器、醫藥、化工、環保等領域。它們被稱為「第一高科技金屬」和戰略金屬。它們的使用是一個國家工業水平、高新技術水平和經濟發展水平的標誌。
  • 日媒:中國基建需求和環保規定推動稀有金屬價格大漲
    參考消息網3月26日報導 日媒稱,用於特殊工具和磁鐵的稀有金屬的國際價格正在上漲。由於中國基礎設施建設帶來的需求增加和環保規定的影響,鎢和釹的價格同比上漲四至五成。此外,用於液晶面板的銦也在漲價。據《日本經濟新聞》網站3月23日報導,價格明顯上漲的是作為超硬工具原料的鎢。
  • 「稀有金屬」院士李東英
    李東英是我國稀有金屬工業的開拓者之一、我國第一個把稀土應用到農業領域的人。上世紀60年代,李東英在人們質疑「不可能」的情景下,首創在糧食、經濟作物上用稀土元素。實踐證明,稀土元素能提高農業產量。稀土農用延續至今。李東英在科研上倡導信息新、裝備新、發展思路新、項目新和人才新等「五新」理念。
  • 稀有金屬的新來源對現代技術至關重要
    最靠近地表的巖石風化形成了一個粘土礦床,在那裡原始的礦物被分解釋放出稀有金屬,然後這些金屬粘在粘土礦物上。供稿:凱薩琳·古登諾和馬丁·史密斯由聖安德魯斯大學和布萊頓大學領導的一項研究揭示了稀土金屬的新發現來源,稀土金屬對可再生能源生產、行動電話、筆記本電腦和電視等現代技術至關重要。
  • 稀有金屬中的「硬漢」
    在稀有金屬家族中,存在著許多性格倔強的「硬漢」。它們仿佛擁有錚錚鐵骨,不僅熔點高,而且抗腐蝕能力也很強大。即使暴露在空氣中,也不容易被氧化。如果給稀有金屬中的這些硬漢排排名次,毋庸置疑,金屬鎢應當屬於第一「硬漢」。金屬鎢的熔點是所有金屬中最高的,高達3410℃。人們正是利用了它的這一特性,把它用作燈絲材料。對於耐熱的金屬鎢來說,忍耐2000℃左右的高溫根本不在話下。
  • 8種常見金屬材料及其金屬表面處理工藝
    鋅質鑄件在我們日常生活中十分常見:門把手錶層表層下面的材料、水龍頭、電子元件等,鋅具有極高的防腐蝕性,這一特性使它具備了另外最基本的一項功能,即作為鋼的表面鍍層材料。除去以上這些功能之外,鋅還是與銅一起合成黃銅的合金材料。其抗腐蝕性並不僅僅應用於鋼表面鍍層——它也有助於增強我們人類的免疫系統。
  • 中鋁股份、中國稀有稀土召開金屬鎵資產交接會
    本網訊 (見習記者 晏和貴)10月31日,中鋁股份、中國稀有稀土金屬鎵資產交接會在中鋁大廈召開。中國稀有稀土黨委書記、董事長冷正旭,中鋁股份黨委委員、財務總監王軍出席會議。冷正旭對三家金屬鎵企業加入中國稀有稀土表示歡迎,並介紹了稀土行業現狀及中國稀有稀土的基本情況。他表示,稀有稀土是有希望的行業,是一個成長中的行業,是一個服務於未來高端製造實現智慧生活、智能生活不可或缺的行業。作為一種稀有金屬,鎵以其獨特的性能廣泛應用於電子工業和通訊領域,隨著鎵下遊應用行業的快速發展,未來對金屬鎵的需求將穩步增長,市場前景廣闊,大有可為。
  • 科學家實現稀有糖異構體合成
    科學家實現稀有糖異構體合成 作者:小柯機器人 發布時間:2020/1/19 18:50:39 美國麻省理工學院Alison E.
  • 世界上稀有金屬118種,人們卻把偏偏黃金當寶,你不懂的法則!
    人們常用稀有之物作為最高價值的體現,黃金也是其中之一。但稀有的金屬非常之多,光是元素周期表上的不同金屬種類就達118種,為什麼黃金卻能獨善其身,成為世人們眼中的財富的象徵。擁有的黃金越多,代表自身的財富越雄厚。無論身處何地,黃金的價值永遠都是最高的,也最便於流通和交換。那麼,稀有金屬如此之多,為何人們偏偏要把黃金作為瑰寶?它又是如何一步步邁向世界的統一?
  • 有色金屬行業:需求抑制工業和稀有金屬價格
    核心觀點  工業金屬:19 年需求不振引發工業金屬價格震蕩下行,但板塊業績觸底反彈。  (1)價格:2019 年 LME 銅、LME 鋁、LME 鉛、LME 鋅、LME 錫均價同比分別下跌 8.0%、下跌 15.2%、下跌 11.0%、下跌 12.8%、下跌 7.4%。
  • 8種常見金屬材料,及金屬表面處理工藝介紹
    20世紀初,不鏽鋼被引入到產品設計領域中,設計師們圍繞著它的堅韌和抗腐蝕特性開發出許多新產品,涉及到了很多以前從未涉足過的領域。這一系列設計嘗試都是非常具有革命性的:比如,消毒後可再次使用的設備首次出現在醫學產業中。
  • 從液態金屬溶劑中提取合成納米金屬材料
    從液態金屬溶劑中提取合成納米金屬材料研究表明可以通過改變表面張力或在合金界面處引起可逆的氧化還原反應而發生。現在,澳大利亞新南威爾斯大學(UNSW)化學工程學院研究人員已經證明了使用液態金屬作為溶劑進行類似觀察的可能性,並在ACS Nano雜誌上發表了令人振奮的報告("用於合成納米材料的脈衝液態合金", Pulsing Liquid Alloys for Nanomaterials Synthesis)。
  • 化學工程與工藝:創造出千萬個「新物種」
    化工在我們的生活中有多重要,舉個例子大家就知道了。1909年哈伯發明的合成氨技術使世界糧食翻倍,解決了世界上一半人的溫飽問題。1995年我國的化學纖維產量為330萬噸,其中90%是合成纖維,這一化工技術的應用,使大多數人免於挨凍。可以說,我們日常生活中的「衣、食、住、行」樣樣都離不開化工產品。
  • 探索新一代物質轉化的途徑:北大「有機合成化學與方法學」創新研究...
    響應學科發展的趨勢和要求,「探索新一代物質轉化的途徑,實現環境友好的高效、高選擇性合成」成為以席振峰為學術帶頭人的北京大學「有機合成化學與方法學」創新群體的追求和使命。向有機合成化學的更高境界發起挑戰「新反應、新方法的研究一直是合成化學中最活躍的領域之一,尤其是化學鍵的切斷和活化具有重要的現實意義,因為隨著自然資源的日漸貧乏,人類社會對便宜易得的生活和生產原料將更加需求;此外,通過選擇性切斷非活性化學鍵,不僅可以降解人為生成的環境有害物質,還可以作為新的合成前體化合物被重新利用。」