Учёным из Института элементоорганических соединений имени А. Н. Несмеянова РАН удалось доказать, что замена дорогостоящих металлов платиновой группы на дешёвые аналоги в качестве ускорителей реакции практически не влияет на конечную стоимость продукта. Этот вывод может предотвратить необоснованный отказ от платиновых катализаторов, которые используются в синтезе полимеров.
Авторы исследования сравнили затраты на проведение шести различных химических реакций, в которых из одинаковых исходных веществ образуется одно и то же вещество – изохинолон. Он входит в состав ряда флуоресцентных (иллюминирующих) материалов. Три из проведенных шести реакций осуществлялись с использованием катализаторов на основе благородных металлов – родия, палладия и рутения. Две реакции протекали в присутствии более дешёвых никеля и кобальта, а одна – без использования металлов.
Расчёт стоимости каждого превращения учитывал цену исходных металлов, а также лигандов – своего рода добавок, входящих в состав катализаторов. Анализ показал, что превращение, в котором используется родий, лишь на 50% дороже того, в котором используется катализатор на основе кобальта, при том что металлический родий примерно в 8 000 раз дороже, чем металлический кобальт. Нивелирование разницы связано с низким использованием металлов, на долю которых приходится лишь 1% от общей массы применяемых веществ. В результате затраты на металлы составляют не более 10-30% от общей стоимости реакции, тогда как 70-90% расходов приходится на органические реагенты. Поэтому замена дорогостоящих благородных металлов на дешевые аналоги незначительно влияет на конечную стоимость реакции.
«Результаты анализа показывают, что стоимость химического превращения зависит в первую очередь от органических реагентов, а не катализаторов. Поэтому некорректно аргументировать отказ от использования благородных металлов в составе катализаторов лишь их дороговизной. Наша работа подчеркивает, что ученые должны реалистично оценивать разные факторы для достижения максимальной эффективности», – резюмирует Дмитрий Перекалин, доктор химических наук, завлабораторией Института элементоорганических соединений РАН.
Источник: Глобальная энергия