Chercheurs de l'Université de Mayence et d'Evonik ha

Des chercheurs de l'Université de Mayence et d'Evonik ont ​​développé une méthode innovante pour cliver et oxyder les doubles et triples liaisons dans les hydrocarbures

Université Johannes Gutenberg de Mayence

Les polyamides sont présents dans de nombreux produits différents, tels que les cordes pour l'alpinisme, les parachutes en nylon et les matériaux pour l'impression 3D. Les acides dicarboxyliques sont utilisés comme éléments de base chimiques pour ces polyamides. Cependant, leur production s'est avérée difficile à ce jour car les méthodes actuelles de génération d'acides dicarboxyliques à partir d'hydrocarbures saturés ou insaturés impliquent souvent plusieurs étapes ainsi que l'utilisation de métaux lourds et d'acides forts, tandis que la consommation d'énergie et les coûts associés sont importants. En outre, le processus entraîne souvent la libération d'oxydes d'azote (NOx), qui comptent parmi les gaz à effet de serre les plus problématiques pour le climat. Des chercheurs de l’Université Johannes Gutenberg de Mayence (JGU) et d’Evonik ont ​​récemment développé une méthode respectueuse de l’environnement pour produire des acides (di)carboxyliques. Ils en parlent dans un article récemment publié dans Nature Communications.

L'électrochimie offre de nouvelles opportunités

"Notre technique est le tout premier procédé permettant de fabriquer les éléments constitutifs des polyamides à partir de composés pétrochimiques et même d'acides gras insaturés en utilisant une approche assez économe", a déclaré le professeur Siegfried Waldvogel, conférencier de SusInnoScience – La chimie durable comme clé de l'innovation dans le domaine des ressources. -Science efficace dans l'Anthropocène – axe de recherche à l'Université de Mayence. La nouvelle technique implique une méthode électrochimique dans laquelle les hydrocarbures à doubles ou triples liaisons sont transférés vers une cellule d'électrolyse remplie d'un solvant. De l'oxygène est ensuite ajouté. Plus la concentration en oxygène est élevée, plus le processus est efficace.

"Ce qui est vraiment fascinant dans notre procédé, c'est que l'intervention électrochimique est nécessaire à la fois à l'anode et à la cathode", a expliqué Waldvogel. Tandis que des radicaux oxydants sont créés à l’anode, l’oxygène à l’électrode opposée est réduit en anions superoxydes. Les radicaux et les anions superoxydes se réunissent dans la solution et réagissent pour former le produit souhaité, l'acide carboxylique. Les chercheurs ont répété le processus avec succès dans des cellules électrolytiques standard et à flux.

Le processus ne nécessite que de l'oxygène, de l'électricité et des composés d'hydrocarbures

Cette nouvelle technique présente de nombreux avantages : les métaux lourds et les acides forts ne sont plus nécessaires et aucun oxyde d'azote n'est généré. Les seules matières premières nécessaires sont l’oxygène, l’électricité et les hydrocarbures à doubles liaisons. Comme aucun sous-produit n’est créé et que le solvant peut être récupéré et recyclé, le processus est très rentable. "Il s'agit d'un procédé innovant et moins préjudiciable pour la production d'acides carboxyliques, apportant ainsi une contribution précieuse aux fabricants qui souhaitent remplacer les processus nocifs pour le climat par une approche verte", a conclu Waldvogel. L’équipe de recherche travaille actuellement sur une mise à l’échelle du processus de laboratoire pour le rendre utilisable à des fins commerciales.

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