Nieuws

Kwantumchemie knalt met carbid

Carbid kan een nuttige grondstof worden voor organische verbindingen. Mits je het fatsoenlijk aan het reageren krijgt, stellen Russische onderzoekers die daarvoor een nieuwe theoretische benadering hebben ontwikkeld.

Traditioneel is het nut van CaC2, ook bekend als calciumcarbide of calciumacetylide, nogal beperkt. De kristallen lossen vrijwel nergens in op, en zijn dus onbruikbaar als bron van acetylide-ionen. Wil je ergens driedubbele bindingen in verwerken, bijvoorbeeld voor azide-alkyn-klikchemie, dan moet je die ergens anders vandaan halen. De meeste carbidtoepassingen, inclusief de knaleffecten, berusten op de vorming van gasvormig acetyleen (HC≡CH) wanneer carbid nat wordt.

Valentin Ananikov en collega’s van de universiteit van Sint-Petersburg willen hier verandering in brengen. Dat elektrochemische carbidproductie zonder fossiele grond- of brandstoffen kan, is hun belangrijkste argument: koolstof kan komen uit pyrolyse van organisch afval, en elektriciteit uit een ‛groene’ bron.

In het tijdschrift Chemical Science presenteerden ze zojuist een kwantumchemische aanpak om vloeistoffen te ontdekken waarin CaC2 wél wil reageren. Voor hun berekeningen gingen ze uit van dimethylsulfoxide (DMSO), een populair medium voor acetyleenchemie. Carbid lost daar ook niet in op. Maar met wat water erbij blijk je in DMSO geen HC≡CH te krijgen maar HC≡C- of HC≡C-Ca-OH, elk omringd door vier DMSO-moleculen. En dat blijkt vooral te liggen aan het gemak waarmee de deelnemers protonen afstaan. H2O is in dit systeem een veel sterker zuur dan C≡C2- maar een minder sterk zuur dan HC≡C-, dat qua pKa weer zo’n beetje overeenkomt met DMSO.

Deze redenering zou ook moeten opgaan voor andere oplosmiddelen die vergelijkbaar zijn met DMSO voor wat betreft hun omgang met protonen en met water.

Voorlopig is het een puur theoretisch verhaal; experimenten komen in de publicatie niet voor. Maar het zou zomaar de aanzet kunnen zijn voor een nieuwe generatie chemische fabrieken. Ooit.

Polynski, M.V. et al. (2020) Chemical Science
Ontvang de nieuwsbrief

Meld je aan voor de nieuwsbrief en blijf op de hoogte van het laatste nieuws van C2W.

Meld je nu aan!

C2W Social Media

Logo Twitter

Logo Linkedin

Wordt abonnee/lid

Logo KNCV

Sluit nu een abonnement af of word lid van de KNCV en ontvang elke week het laatste nieuws, digitaal of op papier. 

Sluit nu een abonnement af!