โบรอนเข้ามาแทนที่โลหะ: ธาตุนี้สร้างสารประกอบเชิงซ้อนกับโอเลฟิน
19/09/2025
การกำจัดโลหะหนักที่เป็นพิษและมีราคาแพงในอุตสาหกรรมเคมี: บทความใหม่จากภาควิชาเคมี มหาวิทยาลัยเวือร์ซบูร์ก ชี้ให้เห็นถึงแนวทางข้างหน้า
สารประกอบเชิงซ้อนแบบดั้งเดิมของโอเลฟินกับโลหะ (ซ้าย) และสารประกอบเชิงซ้อนโอเลฟินที่เพิ่งค้นพบใหม่กับโลหะโบรอน(ขวา). (ภาพ: Rian Dewhurst / Universität Würzburg)
ทีมวิจัยที่นำโดยศาสตราจารย์ด้านเคมี โฮลเกอร์ บราวน์ชไวค์ จากมหาวิทยาลัยเวือร์ซบูร์ก กำลังศึกษาคุณสมบัติ "เลียนแบบโลหะ" ของธาตุหมู่หลัก เช่น โบรอน พวกเขาแสดงให้เห็นว่าภายใต้เงื่อนไขบางประการ โบรอนสามารถเลียนแบบพฤติกรรมการเกิดปฏิกิริยาของโลหะได้โดยไม่เป็นพิษหรือมีราคาแพงเท่าโลหะ
นี่คือข้อมูลเบื้องต้นของบทความวิจัยใหม่จากกลุ่มวิจัย Braunschweig ในวารสาร Nature Chemistry บทความนี้แสดงให้เห็นว่าโบรอนสามารถสร้างสารประกอบเชิงซ้อนแบบ π กับโอเลฟินได้ ซึ่งมีคุณสมบัติและพฤติกรรมคล้ายกับสารประกอบเชิงซ้อนของโลหะทรานซิชันกับโอเลฟิน สารประกอบเชิงซ้อนเหล่านี้เป็นสารตัวกลางในกระบวนการเร่งปฏิกิริยาขนาดใหญ่หลายอย่างในอุตสาหกรรม
แรงบันดาลใจสำหรับนักวิจัยท่านอื่นๆ
"การค้นพบของเราเปิดโลกทัศน์ใหม่ทั้งหมดของตารางธาตุสำหรับเคมีเชิงโคออร์ดิเนชันแบบ π ซึ่งรวมถึงความเป็นไปได้ในการใช้ธาตุหมู่หลักเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาทางอุตสาหกรรมสำหรับปฏิกิริยาการเติมหมู่ฟังก์ชันให้กับไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัว" โฮลเกอร์ บราวน์ชไวค์ กล่าว
สารประกอบเชิงซ้อนโบรอน-โอเลฟิน π ถูกสังเคราะห์โดย ดร. แม็กซิมิเลียน มิเชล และ ดร. มาร์โค เวเบอร์ นักวิจัยหลังปริญญาเอก นักเคมีจากเมืองเวือร์ซบูร์กหวังว่าการค้นพบของพวกเขาจะสร้างแรงบันดาลใจให้นักวิจัยคนอื่นๆ ผลักดันขอบเขตของเคมีหมู่หลักให้ก้าวไปอีกขั้น และค้นหาการประยุกต์ใช้เพิ่มเติมสำหรับโบรอนหรือธาตุหมู่หลักอื่นๆ
การแทนที่โลหะหนักด้วยธาตุหมู่หลัก
"ในระยะยาว เป้าหมายหลักของเราคือการแทนที่โลหะหนักที่เป็นพิษและมีราคาแพงในกระบวนการทางอุตสาหกรรมด้วยธาตุในหมู่หลัก" โฮลเกอร์ บราวน์ชไวค์ กล่าว
ต่อไป ทีมงานต้องการปรับเปลี่ยนสารประกอบเชิงซ้อนโบรอน-โอเลฟิน π เพื่อให้พฤติกรรมของพวกมันคล้ายคลึงกับสารประกอบเชิงซ้อนโลหะที่รู้จักกันอยู่แล้วมากยิ่งขึ้น
พันธมิตรและผู้สนับสนุน
ทีมวิจัยจากเมืองเวือร์ซบูร์กได้เผยแพร่ผลการวิจัยเหล่านี้ร่วมกับกลุ่มวิจัยที่นำโดยศาสตราจารย์อารุมูกัม จายารามาน จากมหาวิทยาลัยเนวาดาในลาสเวกัส (สหรัฐอเมริกา) และศาสตราจารย์อัลเฟรโด วาร์กัส จากมหาวิทยาลัยซัสเซ็กซ์ในไบรตัน (สหราชอาณาจักร)
งานวิจัยนี้ได้รับการสนับสนุนทุนจากมูลนิธิวิจัยแห่งเยอรมนี มูลนิธิอเล็กซานเดอร์ ฟอน ฮุมโบลต์ และสภาวิจัยวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมแห่งแคนาดา
สิ่งพิมพ์
เคมีเชิงการประสานงานของโอเลฟิน π ที่โบรอนสถานะออกซิเดชันต่ำ Nature Chemistry, 19 กันยายน 2025, DOI 10.1038/s41557-025-01952-3