在工业上常见的化学反应中作为昂贵金属的廉价替代品

化学工业通常使用稀有、昂贵的金属来生产药品和其他必需物质。尽可能用更丰富、更便宜的替代品替代这些金属将有利于环境可持续性、降低成本并最大限度地减少供应链中断的风险。

现在，在《欧洲化学杂志》上发表的一项研究中，大阪大学的研究人员及其合作伙伴在工业上有用的化学转化方面满足了这一需求。这里报道的简单、温和的反应条件可能会激励研究人员，他们正在努力减少尽可能多的化学反应中昂贵金属的使用。

所谓的贵金属是特别通用的材料。例如，钯是一种用于催化化学转化(将腈转化为伯胺)的金属，这是尼龙和塑料生产中的常见步骤。然而，此类金属稀有且昂贵。

基于镍等常见金属的替代品可能是更便宜的催化剂。不幸的是，许多廉价金属需要具有挑战性的实验条件，例如高压和高温，才能进行前面提到的化学转化。研究小组的研究目标是确定碳化镍是否具有相同的局限性，如果没有，则评估这种催化剂可能发生的化学转化的范围。

该研究的主要作者ShoYamaguchi解释说：“在我们的工作中，我们深入研究了一种新型碳化镍纳米粒子多相催化剂的反应化学，该催化剂用于将腈选择性氢化为伯胺。”“底物范围很广——许多类型的杂芳族和脂肪族腈都可以进行这种转化。”

研究人员的催化剂有几个优点：

尽管所需的反应条件温和——1个大气压的氢气和约150°C的相对较低的温度——该催化剂仍然表现出简单镍纳米颗粒活性的4倍。

该催化剂可重复使用：至少三次。

反应收率高：高达99%。

“我们很兴奋，因为我们的研究将有助于最大限度地减少昂贵金属的使用，并简化一类常见化学合成的实验装置，”资深作者TomooMizugaki说。“此外，我们的理论计算提供了见解，将帮助我们优化催化剂以实现其他应用。”

这项工作是提高合成药物和许多其他日常产品所需的一类化学反应的可持续性的重要一步。由于镍催化剂比贵金属便宜得多，并且所需的实验程序简单，因此进一步化学转化的可行应用应该很简单。