全球碳排放量的约 5% 归因于现代生活必需化学品的生产。几十年来，为一种化学反应(特别是醛的自氧化)创造一种可持续的解决方案一直是研究人员面临的挑战。
现在，在最近发表在《绿色化学》上的一项研究中，大阪大学、静冈科学技术研究所和合作伙伴的研究人员解决了这个问题。通过反应动力学和数学模型，他们研究了醛在各种溶剂、大气条件和光源中自氧化的关键细节。确定的环境友好反应条件可能为改进其他工业常见化学合成提供灵感。
自氧化只是指在典型温度下空气中的氧化，没有火焰或火花输入。例如，一种称为醛的常见分子的自动氧化会产生一种称为过酸的分子。过酸非常有用，因为它们可以通过成熟的化学反应催化多种分子的转化。不幸的是，通常用于生产过酸的反应条件是浪费的，需要危险的添加剂，或者具有其他基本的复杂性。优化醛自氧化的可持续性是研究小组的研究目标。
“在我们的工作中，我们全面研究了醛自氧化成过酸或羧酸的反应化学，”该研究的主要作者 Mohamed Salem 解释道。“实验装置简单，适合克级合成。”
研究人员报告了 18 个在纯氧气氛下各种醛快速反应成过酸的例子。这些条件抑制了生成羧酸的持续反应。他们还报告了 32 个在常压下各种醛通过过酸中间体缓慢反应成羧酸的例子。这 50 个反应中有一些在阳光下或在 LED 灯下进行得最好。所有反应均在大约室温下且在安全溶剂中进行。这项工作是首次仅使用阳光和氧气从醛合成过酸。
“我们很兴奋，因为我们的研究解决了绿色化学中长期存在的过酸合成问题，”资深作者 Shinobu Takizawa 和 Masayuki Kirihara 说。“我们的综合研究将帮助研究人员了解起始材料中不同官能团所赋予的独特化学作用。”
这项工作是解决过酸合成中先前棘手问题的重要一步，该问题限制了生产此类分子的环境可持续性。本研究中确定的优化的自氧化反应条件适用于各种常见的化学起始材料。由于该过程安全且廉价，因此各种合成中的实际应用应该很简单。研究团队目前正在加强与MANAC Chemical Partners Co., Ltd.的合作，以将这些研究成果商业化。
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