фото:
Orci/Wikimedia Commons/Indicator.Ru
Комментарии
1
Все новости на карте
Российские ученые разработали новую стратегию использования карбида кальция в синтезе органических соединений. Исследователи предложили новый подход, основываясь на результатах моделирования взаимодействия карбида кальция с водой и диметилсульфоксидом. Работа опубликована в журнале Chemical Science.
Сегодня карбид кальция используют для получения газообразного ацетилена, который широко применяется в промышленности — от производства уксусной кислоты и этилового спирта, до пластмассы, каучука и ракетных двигателей. Углерод, необходимый для синтеза карбида кальция, добывается не оптимальным способом — в шахтах. В результате его запасы истощаются, а над поверхностью земли растет количество углерода. Химики из Санкт-Петербургского государственного университета и Института органической химии ран работают над стратегией углерод-нейтрального цикла производства. В частности, для получения карбида кальция можно использовать углерод, добываемый при термическом разложении (пиролизе) отходов, а полученное в результате вещество — применять в промышленности для создания новых соединений.
«Главным вызовом для человечества сегодня является создание промышленных процессов нового поколения, позволяющих получать важнейшие органические соединения и материалы в рамках углерод-нейтрального подхода. Особое синтез на базе карбида кальция открывает новые возможности для реализации углерод-нейтральных технологий. Причем ключевое один из исследователей, академик РАН Валентин Анаников.
Предложить новую стратегию использования вещества химики смогли с помощью моделирования процессов, возникающих на уровне атомов и молекул при взаимодействии карбида кальция с водой и растворителем диметилсульфоксидом. Карбид кальция — это, соль, включающая отрицательно заряженные кислотные остатки ацетилена и положительно заряженные ионы кальция. В работе исследовались кислотно-основные свойства ацетиленид-анионов, воды и некоторых других веществ в растворителе диметилсульфоксиде. В таком растворителе можно наблюдать необычную ситуацию: взаимодействие ацетиленид-анионов и воды, называемое гидролизом, идет не полностью. Образуются анионы с зарядом −1, которые потом могут вступать в широкий спектр ключевых для органического синтеза химических реакций.
Ученые выяснили, что вместо воды можно использовать и другие протонирующие вещества для перевода ацетиленида в раствор, а в качестве растворителя для реакций с карбидом кальция можно искать альтернативные диметилсульфоксиду, еще менее токсичные растворители. Таким образом, Производство с участием карбида кальция в перспективе может стать более экологичным нетолько из-за более безопасных способов добычи углерода, но и благодаря возможности карбида кальция вступать в реакции с менее токсичными растворителями.