1 week ago
11
Penelitian ini merupakan bagian dari lini penelitian yang lebih luas yang berfokus pada peningkatan komponen utama gas alam/Eugenio Vázquez Sentís.Gas alam adalah salah satu sumber daya energi paling melimpah di Bumi, dan sebagian besarnya terbuat dari metana bersama dengan etana dan propana dalam jumlah yang lebih kecil.
Meskipun gas-gas ini biasanya dibakar untuk bahan bakar —melepaskan gas rumah kaca dalam prosesnya— para ahli kimia telah lama bermimpi untuk mengubahnya secara langsung menjadi bahan kimia yang bermanfaat.
Namun, metana sangat stabil, sehingga sangat sulit untuk diubah menjadi material baru.
Hal ini membatasi penggunaannya sebagai titik awal yang lebih ramah lingkungan dan berkelanjutan bagi industri kimia.
Sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh Martín Fañanás di Pusat Penelitian Kimia Biologi dan Material Molekuler (CiQUS) di Universitas Santiago de Compostela kini telah membuat terobosan besar.
Mereka telah mengembangkan metode yang mengubah metana dan komponen gas alam lainnya menjadi "bahan penyusun" kimia yang dapat digunakan untuk menciptakan produk bernilai tinggi, termasuk obat-obatan.
Temuan mereka, yang dipublikasikan di Science Advances, menandai langkah penting menuju ekonomi kimia yang lebih bersih dan sirkular.
Yang paling mengesankan, tim ini, untuk pertama kalinya, telah menciptakan senyawa bioaktif—dimestrol—langsung dari metana.
Dimestrol adalah estrogen nonsteroid yang digunakan dalam terapi hormon, dan memproduksinya dari gas yang begitu sederhana dan melimpah menyoroti kekuatan dan potensi pendekatan baru ini.
Terobosan ini berpusat pada transformasi kimia yang disebut alilasi. Dalam reaksi ini, molekul metana diberi "pegangan" kecil, yang dikenal sebagai gugus alil.
Setelah pegangan ini terpasang, ahli kimia dapat dengan mudah membangun molekul yang lebih kompleks darinya, termasuk bahan farmasi dan bahan kimia industri.
Tantangan terbesarnya adalah mencegah katalis menghasilkan produk sampingan yang tidak diinginkan, terutama senyawa terklorinasi.
Untuk mengatasi hal ini, tim merancang katalis supramolekul yang dibuat khusus.
Menurut Prof. Fañanás, kuncinya adalah menggunakan anion tetrakloroferat yang distabilkan oleh kation kolidinium.
Struktur ini mengendalikan perilaku radikal bebas reaktif yang terbentuk selama reaksi.
Jaringan ikatan hidrogen di sekitar atom besi membantu menjaga reaksi tetap pada jalurnya—mengaktifkan metana sekaligus mencegah reaksi samping yang menyebabkan klorinasi.
Keseimbangan yang rumit ini memungkinkan reaksi alilasi yang diinginkan.
Metode ini juga ramah lingkungan. Metode ini menggunakan besi, yang murah, melimpah, dan jauh lebih tidak beracun dibandingkan banyak logam yang digunakan dalam katalisis industri.
Reaksi berlangsung pada suhu dan tekanan rendah dan ditenagai oleh lampu LED, sehingga mengurangi penggunaan energi dan dampak lingkungan.
Studi ini merupakan bagian dari upaya yang lebih besar di CiQUS untuk meningkatkan gas alam menjadi bahan kimia yang lebih berharga.
Dalam proyek terkait yang diterbitkan dalam Cell Reports Physical Science, tim yang sama mengembangkan metode untuk menggabungkan metana, etana, dan propana secara langsung dengan klorida asam untuk membentuk keton—bahan penting dalam banyak proses industri.
Secara keseluruhan, penemuan-penemuan ini menunjukkan bahwa gas alam dapat diubah menjadi berbagai macam zat antara kimia yang bermanfaat alih-alih dibakar.
Ini dapat membantu mengurangi ketergantungan pada sumber petrokimia tradisional dan menyediakan jalur yang lebih berkelanjutan untuk memproduksi obat-obatan dan bahan penting lainnya.
CAPTION: Penelitian ini merupakan bagian dari lini penelitian yang lebih luas yang berfokus pada peningkatan komponen utama gas alam. Kredit: Eugenio Vázquez Sentís.
