Os químicos da National University of Singapore desenvolveram um método catalítico usando luz visível para a difuncionalização do etileno para uso potencial na produção de produtos químicos finos.

O eteno é uma matéria-prima amplamente utilizada na indústria química para produzir uma ampla gama de produtos. Tem uma produção anual estimada em mais de 150 milhões de toneladas, muito superior ao de qualquer outro composto orgânico. Apesar de sua disponibilidade, existem relativamente poucos métodos estabelecidos de uso de etileno para produzir produtos químicos finos de alto valor. Os métodos existentes de conversão de etileno em moléculas mais complexas para produtos químicos finos são limitados a monofuncionalizações, que envolvem a modificação de um único grupo funcional. Métodos catalíticos mais eficazes incorporando difuncionalização de etileno são altamente desejáveis.

Uma equipe de pesquisa liderada pelo Prof WU Jie, do Departamento de Química, A NUS desenvolveu um processo que usa luz visível junto com fotoredox e catalisadores de níquel para permitir a difuncionalização do gás etileno para produzir uma ampla variedade de compostos químicos. Ao usar um conjunto diferente de parâmetros de reação, eles conseguiram produzir 1, 2-diariletanos, 1, 4-diarilbutanos e 2, 3-diarilbutanos do gás etileno de uma maneira altamente seletiva. A seletividade é alcançada pela modulação do catalisador de níquel por fotocatalisadores à base de rutênio ou irídio com diferentes potenciais redutivos e a presença de calor em um reator "stop flow". Embora o etileno tenha uma tendência de formar longas cadeias de polímero, seu método é capaz de evitar esse problema por meio da coordenação com o catalisador de metal. Isso evita a formação de espécies de radicais livres, o que leva à polimerização de cadeia longa do etileno. O método sintético fornece uma maneira direta de transformar uma matéria-prima química amplamente disponível em moléculas mais complexas para uso na indústria química.

Prof Wu disse, "A formação de dois ou quatro ligantes de carbono derivados de etileno não pode ser facilmente obtida diretamente por outros meios sintéticos. O número de moléculas de etileno que podem ser adicionadas ao produto resultante é governado pelo estado de oxidação dos catalisadores de níquel. Isso é modulado por o catalisador fotoredox. Os catalisadores de níquel com um estado de oxidação de +1 e 0 facilitaram a adição de uma ou duas moléculas de etileno, respectivamente. "

“Este tipo de reação catalítica modulada por fotoredox para obtenção de produtos químicos é um novo desenvolvimento no campo da síntese orgânica, "acrescentou o Prof Wu.

A equipe de pesquisa planeja desenvolver processos catalíticos mais avançados para o desenvolvimento de produtos químicos finos usando matéria-prima de etileno sob irradiação de luz visível.