Forskare vid University of Santiago de Compostela rapporterar en ljusdriven metod som direkt ”allylerar” metan – lägger till en allylgrupp som kan användas för att bygga mer komplexa molekyler – och de demonstrerar metoden genom att producera den icke-steroida östrogenen dimestrol från metan.
Naturgas är en allmänt använd energiresurs och består huvudsakligen av metan, tillsammans med andra lätta alkaner som etan och propen. Mycket av den förbränns för värme och el, vilket släpper ut växthusgaser. n nEtt forskningslag ledd av Martín Fañanás vid Centre for Research in Biological Chemistry and Molecular Materials (CiQUS) vid University of Santiago de Compostela har rapporterat ett nytt sätt att omvandla metan och andra gasformiga alkaner till mer användbara kemiska intermediärer. Arbetet publicerades i Science Advances. n## Förvandla metan till en reaktiv ”handtag” n nForskarnas tillvägagångssätt fokuserade på C–H-allylering, en reaktion som fäster en allylgrupp vid en alkan. Genom att lägga till detta funktionella ”handtag” kan den resulterande produkten tjäna som utgångspunkt för vidare syntes till högre värde kemikalier. n nI en demonstration av syntetisk nytta rapporterar teamet en ”telescoperad” väg där metan omvandlas till mer komplexa föreningar, inklusive dimestrol, som forskarna beskriver som ett icke-steroidalt östrogen använt i hormonbehandling. n n## Kontrollera sidoreaktioner med en suprastrukturell järnkatalysator n nEtt nyckelproblem för metanfunktionalisering i denna typ av kemi är att undvika konkurrerande reaktioner som förbrukar utgångsmaterialet och genererar oönskade biprodukter. CiQUS-teamet säger att deras system var benäget för alkan C–H-klorering som sidoreaktion. n nFör att hantera detta utformade de ett suprastrukturellt fotokatalytiskt system baserat på en in situ bildad tetrakloraferratart stabiliserad av kolidinium (protonerad kolidin). ”Kärnan i detta genombrott ligger i att utforma en katalysator baserad på en tetrakloraferratanion stabiliserad av kolidiniumnikationer, som effektivt modulerar reaktiviteten hos de radikalarter som genereras i reaktionsmediet”, sade Fañanás i CiQUS uttalande som förmedlats av ScienceDaily. n nEnligt rapporten hjälper ett vätebindningsnätverk runt järnkomplexet till att bevara den önskade fotokatalytiska reaktiviteten samtidigt som konkurrerande kloreringsvägar undertrycks, vilket förbättrar selektiviteten för allylering. n n## Ljusdrivna förhållanden och bredare kontext n nMetoden använder en järnbaserad fotokatalysator och LED-ljus. Forskare och CiQUS beskriver tillvägagångssättet som arbetande under relativt milda temperaturer och tryck jämfört med många traditionella metanaktiveringsvägar. n nCiQUS sade att arbetet är del av en bredare forskningsinsats stödd av European Research Council inriktad på att uppgradera naturgaskomponenter till högre värde kemikalier. Centret noterar också att det har CIGUS-ackreditering från den galiciska regeringen och får finansiering kopplad till programmet Galicia FEDER 2021–2027.
