Odwodornienie fosfino-borowodorowe

Polimery, zwane również tworzywami sztucznymi, odpowiadają za poprawę jakości produktów praktycznie w każdej dziedzinie. Są wszechobecne: występują zarówno w opakowaniach spożywczych, komponentach transportowych, elektronice konsumenckiej, jak i w urządzeniach biomedycznych.

Reakcja dehydrogenacji fosfino-borowodorowej (inaczej odwodornienia) może stanowić właściwą drogę w kierunku fascynujących nowych produktów na bazie polimerów. Oczekuje się, że materiały te obejmą także produkty elastomerowe, ognioodporne lub odporne na zarysowania. Finansowany przez UE zespół naukowców pracujących nad projektem DEHYDROCOUPLE zajął się wyjaśnianiem ważnych szlaków mechanicznych, aby pobudzić eksploatację.

Odwodornienie wymaga połączenia co najmniej dwóch dodatków aminowo-borowodowych (adduktów), którym towarzyszyłoby uwolnienie wodoru cząsteczkowego. Jest ono katalizowane przez metal przejściowy. Naukowcy przeanalizowali wszystkie kroki i ich chemię poprzez syntezę i badanie gatunków katalitycznych, substratów reakcji, półproduktów i produktów.

Synteza i badanie liczby fragmentów cząsteczkowych dostarczyły ważnego wglądu w prawdopodobne półprodukty reakcji. Co szczególnie ważne, zespół zidentyfikował gatunki katalityczne zaangażowane w pierwszy opublikowany raport z reakcji z użyciem katalizatora na bazie rodu. W artykule opublikowanym w czasopiśmie naukowym badacze opisali gatunki czynne, dystrybucję produktu i sugerowany cykl katalityczny.

W oparciu o te odkrycia zbadali szczegółowy szlak mechaniczny dla całej reakcji odwodornienia fosfino-borowodorowego z udziałem kolejnego fosfino-borowodoru i innego katalizatora na bazie rodu. Udało im się po raz pierwszy z powodzeniem zidentyfikować szczegółowe parametry termodynamiczne i kinetyczne, w tym procesy ograniczonego tempa i ograniczonego obrotu dla katalizy.

Eksperymenty te, które po raz pierwszy dostarczyły danych na temat formowania się wiązań fosfino-borowodorowych o decydującym znaczeniu dla odwodornienia fosfino-borowodorowego, opublikowano w innym czasopiśmie naukowym. Ostateczne działania nad szybkością reakcji dostarczyły nowych danych, które są obecnie przygotowywane do publikacji.

Jednocześnie, przyznano grant na rozwój kariery naukowej badaczy poprzez szkolenie, możliwości współpracy z mentorem oraz prezentacje podczas posiedzeń i konferencji.

Projekt DEHYDROCOUPLE wniósł znaczący wkład w rozwój tak ważnej dziedziny polimerów, realizując szczegółowe prace nad reakcjami prowadzącymi do powstania nowych obiecujących związków.