طرح پژوهشی «سنتز و کاربرد کاتالیستی کمپلکس‌های آهن و روتنیوم با لیگاندهای کاربن N-هتروسیکل جدید در واکنش‌های هیدروژنه کردن انتقالی» توسط عبدالله نشاط، استادیار دانشگاه تحصیلات تکمیلی زنجان با حمایت بنیاد ملی علم ایران انجام شده است.

نشاط گفت: هدف اولیه از انجام این پژوهش، سنتز و شناسایی لیگاند جدید پینسری بر پایه کاربن‌های N-هتروسیکل و کمپلکس‌های فلزی این لیگاندها با استفاده از فلزات منتخب از عناصر واسطه مانند آهن و روتنیوم بوده است. از این کمپلکس‌ها به عنوان کاتالیست هموژن در واکنش‌های هیدروژنه کردن انتقالی استفاده شده است.

وی افزود: در این نوع واکنش‌ها، به جای گاز خطرناک هیدروژن، از الکل‌ها به عنوان منبع اتم هیدروژن برای واکنش احیاء استفاده شد. در این پژوهش، واکنش‌های احیاء انواع متعددی از بسترهای غیر اشباع مانند کتون‌ها، آلدهیدها و ایمین‌ها مورد بررسی قرار گرفتند.

این استادیار دانشگاه تحصیلات تکمیلی زنجان افزود: از آنجا که در واکنش‌های کاتالیستی، پایداری کاتالیزور و بازیافت آنها از فاکتورهای مهم برای سنجش اهمیت آن است، لیگاند استفاده شده در این تحقیق امکان سنتز چنین کمپلکس‌های پایداری را می‌دهد. کمپلکس‌های آهن در این پروژه کارایی مشابهی با کاتالیست‌های روتنیوم از خود نشان دادند و این موضوع به دلیل گران‌قیمت بودن فلز روتنیوم نسبت به آهن و امکان جایگزینی آنها توسط آهن نیز اهمیت زیادی دارد. در این پروژه، هدف مهم دیگر مطالعه بر روی تشکیل کمپلکس از دیدگاه شیمی معدنی و شناسایی آن با تکنیک‌هایی چون طیف‌سنجی UV-NIR جامد و محلول و پراش پرتو ایکس تک بلور نیز مورد توجه قرار گرفته است.

نشاط ادامه داد: با کسب نتایج موفقیت‌آمیز اولیه، کارایی این واکنش‌ها در حلال‌های ارزانتر از ایزوپروپیل الکل مانند اتانول یا متانول یا در حلال سبز آب مورد بررسی قرار گرفت. علاوه بر این، ساختار بهینه آنها و مکانیسم واکنش کاتالیستی نیز با استفاده از روش‌های محاسباتی مورد بررسی قرار گرفت.

به نقل از روابط‌عمومی بنیاد ملی علم ایران (INSF)، وی تصریح کرد: این مطالعات تئوری امکان رفع نقص و طراحی کاتالیست‌های بهتر را می‌دهد. علاوه بر این، محصول این واکنش‌ها نیز دارای ارزش اقتصادی است. احیاء بعضی از کتون‌ها با استفاده از این روش منجر به تولید الکل‌های کایرال می‌شود.

وی با بیان این که نتایج اولیه از این پژوهش اخیراً در مجله acs omega به چاپ رسیده است، خاطر نشان کرد: با استفاده از کاتالیست‌های کارامد نه‌تنها می‌توان الکل‌های نوع اول و دوم را بدون نیاز به گاز هیدروژن و تنها با استفاده از حلال‌هایی مانند ایزوپروپیل الکل به دست آورد، بلکه در مواردی می‌توان انانتیومرهای خاصی از الکل‌های کایرال را نیز تولید کرد که کاربردهای فراوانی در صنایع دارویی و شیمیایی دارند.