Bo thay thế kim loại: Nguyên tố này tạo phức chất với olefin
19/09/2025
Loại bỏ các kim loại nặng độc hại và đắt tiền trong ngành công nghiệp hóa chất: Một ấn phẩm mới từ Khoa Hóa học, Đại học Würzburg, chỉ ra hướng đi phía trước.
Các phức chất phối hợp truyền thống của olefin với kim loại (bên trái) và các phức chất phối hợp olefin mới được phát hiện vớiboron(Phải). (Ảnh: Rian Dewhurst / Đại học Würzburg)
Nhóm nghiên cứu do giáo sư hóa học Holger Braunschweig tại Đại học Würzburg dẫn đầu đang nghiên cứu các đặc tính "mô phỏng kim loại" của các nguyên tố nhóm chính như boron. Họ đã chứng minh rằng, trong một số điều kiện nhất định, boron có thể bắt chước hành vi phản ứng của kim loại mà không độc hại hoặc đắt đỏ như kim loại.
Đây là bối cảnh của một bài báo mới được nhóm nghiên cứu Braunschweig công bố trên tạp chí Nature Chemistry. Bài báo cho thấy boron cũng có thể tạo thành các phức chất π với olefin, có tính chất và hành vi tương tự như các phức chất của kim loại chuyển tiếp với olefin. Các hợp chất sau này là chất trung gian trong nhiều quy trình xúc tác quy mô lớn trong công nghiệp.
Nguồn cảm hứng cho các nhà nghiên cứu khác
"Phát hiện của chúng tôi mở ra một lĩnh vực hoàn toàn mới trong bảng tuần hoàn về hóa học phối hợp π – bao gồm cả khả năng sử dụng các nguyên tố nhóm chính làm chất xúc tác công nghiệp cho các phản ứng chức năng hóa hydrocacbon không bão hòa," Holger Braunschweig cho biết.
Các phức chất π bo-olefin được tổng hợp bởi các nghiên cứu sinh sau tiến sĩ, Tiến sĩ Maximilian Michel và Tiến sĩ Marco Weber. Các nhà hóa học đến từ Würzburg hy vọng rằng phát hiện của họ sẽ truyền cảm hứng cho các nhà nghiên cứu khác tiếp tục mở rộng ranh giới của hóa học nhóm chính và tìm ra các ứng dụng bổ sung cho bo hoặc các nguyên tố nhóm chính khác.
Thay thế kim loại nặng bằng các nguyên tố nhóm chính
"Về lâu dài, mục tiêu chính của chúng tôi là thay thế các kim loại nặng độc hại và tốn kém trong các quy trình công nghiệp bằng các nguyên tố nhóm chính", Holger Braunschweig cho biết.
Tiếp theo, nhóm nghiên cứu muốn điều chỉnh các phức chất π boron-olefin sao cho hành vi của chúng thậm chí còn giống với các phức chất kim loại đã biết hơn.
Đối tác và Nhà tài trợ
Nhóm nghiên cứu Würzburg đã công bố những kết quả này cùng với các nhóm do Giáo sư Arumugam Jayaraman từ Đại học Nevada ở Las Vegas (Mỹ) và Giáo sư Alfredo Vargas từ Đại học Sussex ở Brighton (Anh) dẫn đầu.
Công trình nghiên cứu này được tài trợ bởi Quỹ Nghiên cứu Đức, Quỹ Alexander von Humboldt và Hội đồng Nghiên cứu Khoa học Tự nhiên và Kỹ thuật Canada.
Ấn phẩm
Hóa học phối hợp π của olefin tại boron có trạng thái oxy hóa thấp. Nature Chemistry, ngày 19 tháng 9 năm 2025, DOI 10.1038/s41557-025-01952-3