Ứng dụng hóa học xanh trong sản xuất các amin docx

Ứng dụng hóa học xanh trong
sản xuất các amin

Một nhóm các nhà khoa học tại đại học Riverside (California) vừa phát minh ra một
phương pháp tổng hợp các amin. Công nghệ mới này không phức tạp, thân thiện với môi
trường và hiệu quả kinh tế cao. Amin là những hợp chất chứa nitơ dẫn xuất từ amoniac
được ứng dụng nhiều trong công nghiệp như: làm dung môi, chất phụ gia, chất ức chế ăn
mòn, chất tẩy rửa, thuốc nhuộm, thuốc sát trùng…
Hiện nay, quy trình sản xuất amin thường trải qua hai giai đoạn với chi phí khá cao và tạo
ra nhiều chất thải gây ô nhiễm môi trường.

Giáo sư Guy Bertrand, người chủ trì công trình nghiên cứu nói: “Mặc dù đã có một số
phương pháp tổng hợp hợp chất amin ở quy mô phòng thí nghiệm, nhưng hầu hết đều
không phù hợp khi áp dụng ở quy mô công nghiệp. Không những do chúng sinh ra các
chất thải mà còn do giá thành của chúng quá cao”.

Bertrand giải thích rằng, hiện nay nhiều công ty sử dụng axit clohyđric, một dung dịch có
tính ăn mòn cao để sản xuất hợp chất amin. Và Để tạo ra một tấn amin nhà sản xuất đã
thải ra ba tấn phế thải, làm tăng giá thành của sản phẩm.


Phương pháp “hóa học xanh” của chúng tôi không tạo ra các chất thải, nhờ đó giá thành
sản phẩm thấp hơn nhiều. Bertrand nói thêm “Hơn nữa, phản ứng chỉ xảy ra theo một giai
đoạn và chỉ cần sử dụng một lượng nhỏ chất xúc tác”

Chất xúc tác đó là một phức chất của vàng liên kết với phối tử cacben amino alkyl vòng
(cyclic alkyl amino carbene) được Bertrand điều chế từ năm 2005. Trong quá trình phản
ứng chất xúc tác giúp thực hiện cộng hợp trực tiếp giữa amoniac và các hợp chất hữu cơ.
Chẳng hạn phản ứng kết hợp giữa amoniac và axetylen để tạo thành một dẫn xuất amin;
một liên kết giữa cacbon và nitơ được tạo thành trong phản ứng này.

Theo Bertrand: “Một trong những nhiệm vụ khó khăn nhất của hóa học là phát triển các
quá trình phản ứng có sự kết hợp trực tiếp giữa amoniac và một phân tử hợp chất hữu cơ
tạo thành các liên kết cacbon-nitơ. Các phản ứng này có ưu điểm là lượng nguyên liệu
ban đầu đúng bằng khối lượng sản phẩm tạo ra mà không có chất thải”


Mỗi năm trên thế giới có hơn 100 triệu tấn amoniac được sản xuất và các hợp chất amin
được sản xuất cũng rất lớn. Amin có vai trò rất quan trọng trong cuộc sống. Nó là thành
phần thiết yếu cho cuộc sống. Chúng thường có trong dược phẩm và các vitamin, ngoài
ra còn được sử dụng trong công nghiệp mỹ phẩm, chất tẩy rửa, hóa chất bảo vệ thực vật,
nhựa….

“Nghiên cứu của chúng tôi mở ra hướng cho việc tìm kiếm các chất xúc tác cho phản ứng
cộng hợp trực tiếp amoniac với các alken đơn giản (những hợp chất hữu cơ có chứa một
liên kết đôi C=C). Quy trình công nghệ này được công nhận rộng rãi và được coi là một
trong mười thành công đáng chú ý nhất của hóa học xúc tác” Bertrand nói.

Văn phòng thương nghiệp UCR đã cấp bằng sáng chế cho công trình nghiên cứu sử dụng
chất xúc tác mới này, và phòng thí nghiệm của Bartrand đang tìm kiếm đối tác để phát
triển và sản xuất.