Монетизация катализа

Британские и турецкие ученые установили, что британская монета достоинством в один пенс (пенни) катализирует полимеризацию, приводящую к получению акрилопластов («Polymer Chemistry», 2016, doi: 10.1039/C6PY01295G). Неожиданно обнаруженный «монетарный» катализ уступает по эффективности катализаторам на основе медной проволоки, которую используют в промышленности. Однако медная монетка позволяет получить до 50 граммов полимера за один цикл синтеза.

Механизм получения полимеров с монетарными катализаторами. «Бросьте монету, чтобы начать» — так подписали схему реакций авторы статьи

Живая радикальная полимеризация одноэлектронного переноса — один из самых распространенных процессов, применяющихся для промышленного получения полимеров, которые окружают нас в повседневной жизни (например, полистирола и акрилопластов). Чтобы ускорить полимеризацию, ее проводят в присутствии катализаторов. Наиболее распространенный катализатор такого типа — вытянутая в проволоку медь, однако высокая стоимость чистой меди ограничивает возможности ее масштабного применения или значительно увеличивает стоимость полимеров.

В новой работе группа исследователей под руководством Ремзи Бешера, работающего в Университете Королевы Марии (Лондон), получили полиакрилаты, заменив медную проволоку медной монеткой, и, как они уверяют, замена не стоила им ни единого пенни. Эксперт по медь-катализируемым процессам полимеризации Саймон Харрисон из Университета Тулузы III (Университет Поля Сабатье) возражает британским коллегам, что монетарная медь стоит около 40 центов за грамм, поэтому нельзя говорить о монетах как об очень дешевом материале. Но Бешер и его коллеги показали, что после полимеризации монетка остается неповрежденной и ее можно использовать по прямому назначению (если, конечно, на одно пенни можно что-то купить). Поэтому при определенной фантазии можно считать, что катализатор-монета вообще бесплатный.

Химики из группы Бешера не только обнаружили, что могут провести реакцию полимеризации различных акриловых мономеров с помощью медной монетки, но и сравнили эффективность «однопенсового» катализатора с эффективностью классической медной проволоки, имеющей такую же площадь поверхности. Очевидный плюс новой методики в том, что у реакции нет индукционного периода: медная монета сразу тонет в реакционной смеси и начинает ускорять образование полимеров, тогда как медная проволока плавает на поверхности. Одинаковую каталитическую эффективность демонстрируют монетки, отчеканенные из сплава, содержащего 97% меди, 2,5% цинка и 0,5% олова (такие монетки выпускались в Великобритании до 1992 года), и современные стальные однопенсовики Королевства с покрытием из чистой меди, нанесенной электрохимическим методом.

Бешер надеется, что медные монеты могут катализировать и другие типы полимеризации. Он говорит, что его мечта — получить килограммовые количества полимеров, бросив в реакционную смесь одну монетку.