UvA-onderzoekers hebben een model ontwikkeld dat de oplosbaarheid van kleine moleculen in specifieke oplosmiddelen beter dan ooit voorspelt. Handig als je het optimale oplosmiddel zoekt voor een nieuw industrieel productieproces, schrijven Gadi Rothenberg en collega’s in ChemPhysChem.

De laatste 50 jaar kwam men op dit gebied niet veel verder dan de zogeheten Hansen-parameters: dispersie, polaire interacties en vorming van waterstofbruggen. Die zijn weer gebaseerd op de aloude vuistregel dat moleculen die op elkaar lijken, ook wel in elkaar zullen oplossen. Bij polymeren werkt die benadering verbazend goed maar bij kleinere moleculen een stuk minder. Ten eerste heeft zo’n molecuul vaak verschillende functionele groepen die allemaal anders op het oplosmiddel reageren. Ten tweede liet Hansen voor het gemak allerlei thermodynamische factoren weg, zoals meng- en smeltwarmte.

Samen met collega’s van het Solvay Lab of the Future in Bordeaux hebben de Amsterdammers nu een verbeterde Hansen-methode ontwikkeld die het grootste deel van de thermodynamica wél meeneemt. Bijvoorbeeld de invloed van de diameter van de oplosmiddelmoleculen op de entropie, en het feit dat waterstofbruggen niet worden gevormd tussen gelijkwaardige partners maar tussen een donor en een acceptor.

Ze hebben het uitgeprobeerd met vijftien uiteenlopende moleculen, waaronder herbiciden, organometaalcomplexen, elektrolyten en polymeren, die ze probeerden op te lossen in 48 verschillende oplosmiddelen. Het nieuwe model voorspelde in 78 % van de gevallen correct of de oplosbaarheid goed of slecht was. De klassieke Hansen-methode kwam maar tot 54 %, wat nauwelijks beter is dan gokken.

Een paar bedrijfsgeheimen houdt Solvay voor zichzelf. Maar Rothenberg belooft dat de software en de belangrijkste onderliggende gegevens binnenkort online komen te staan, en wel open access zodat iedereen van de nieuwe oplosbaarheids-tool kan profiteren.

bron: UvA