p O acetileto de cálcio foi descoberto há mais de 150 anos. É um branco amarelado, bege, ou sólido cinza, um composto de cálcio e carbono. O acetileto de cálcio é atualmente usado para produzir acetileno gasoso. Na industria, é amplamente utilizado na produção de ácido acético e álcool etílico; pode ser usado na produção de plásticos, borracha, e motores de foguete também. p O carbono necessário para a síntese do acetileto de cálcio é extraído de forma insustentável. Como resultado, o recurso fóssil está esgotado (a abordagem insustentável) e, além disso, a quantidade de carbono aumenta acima da superfície da terra. “Estamos trabalhando em uma estratégia para o ciclo de produção neutro em carbono. Em particular, para obter acetileto de cálcio, você pode usar o carbono que é obtido por meio da decomposição térmica (pirólise) de resíduos, e a substância resultante pode ser usada na indústria para criar novos compostos, "disse Konstantin Rodygin, um associado de pesquisa no Laboratório de Catálise de Cluster, Universidade de São Petersburgo.

p "Hoje em dia, um desafio fundamental para a humanidade é criar uma nova geração de processos industriais que possibilitem a obtenção dos compostos e materiais orgânicos mais importantes dentro da abordagem neutra em carbono. De extrema importância é a substituição de recursos fósseis por renováveis, resolvendo assim os problemas ambientais. Conforme mostrado em nossos trabalhos, a síntese orgânica baseada em acetileto de cálcio abre novas oportunidades para a implementação de tecnologias neutras em carbono. Além disso, compreender os processos químicos da transformação das espécies de carboneto em processos químicos em solução é de fundamental importância, "disse Valentin Ananikov, membro da Academia Russa de Ciências e chefe dos Laboratórios de Catálise de Cluster e Complexos Metálicos e Catalisadores em Nanoescala no Instituto Zelinsky.

p Os químicos conseguiram propor uma nova estratégia de utilização da substância, simulando os processos que ocorrem ao nível dos átomos e moléculas durante a interação do acetileto de cálcio, agua, e um solvente dimetilsulfóxido. O acetileto de cálcio é um sal que contém resíduos ácidos de acetileno com carga negativa (os chamados ânions acetilida com carga -2) e íons de cálcio carregados positivamente. Os pesquisadores investigaram a acidez dos ânions de acetilida, agua, e algumas outras substâncias em um solvente dimetilsulfóxido. Nesse solvente, um fenômeno incomum pode ser observado; a interação de ânions acetileto com água, hidrólise, prossegue de forma incompleta. Os ânions assim formados, tendo uma carga de '-1, pode sofrer uma ampla gama de reações químicas orgânicas essenciais.

p "Depois de realizar a análise, percebemos que em vez de água, pode-se usar outras substâncias protonantes para transferir acetilida para a solução. Também, pode-se potencialmente usar um solvente menos tóxico e mais 'verde' em vez de dimetilsulfóxido para realizar reações envolvendo acetileto de cálcio, se o solvente atende a alguns critérios recém-descobertos. Assim, a síntese química de novas substâncias com acetileto de cálcio pode ser 'mais verde' devido ao potencial do acetileto de cálcio de reagir em solventes menos tóxicos, bem como devido a abordagens mais sustentáveis ​​para a síntese do próprio carboneto 'disse Mikhail Polynski, um co-autor do artigo, professor assistente no Instituto de Química da Universidade de São Petersburgo.

p Digno de nota, uma das co-autoras do novo artigo é Mariia Sapova, formado pela Universidade de São Petersburgo, que começou a trabalhar no projeto durante o mestrado. "O projeto desafiador me atraiu desde o início, como a ideia de combinar vários métodos computacionais abre amplas oportunidades para a simulação de processos complexos, tal como, no nosso caso, o processo de dissolução. Este trabalho me deu uma compreensão ampliada da ciência em geral e, além disso, me encorajou a sair da minha zona de conforto, cristais de modelagem, e desafiar os limites de aplicabilidade de vários métodos em química computacional. Eu acho que abordagens de modelagem metodologicamente complexas como a proposta no artigo devem ser mais desenvolvidas, para que possamos realizar modelagens verdadeiramente realistas de processos químicos, "observou Mariia Sapova.

p Como Mikhail Polynski especificou, a pesquisa recém-apresentada é puramente teórica; é uma simulação de computador do processo de obtenção de acetiletos a partir do acetileto de cálcio. "Usamos os chamados métodos químicos quânticos, Dinâmica molecular de Born-Oppenheimer. Como resultado de tal simulação, é possível fazer um pequeno filme molecular mostrando como o movimento dos átomos e moléculas se parece em muito curto, picossegundo, prazos, "concluiu Mikhail Polynski.