De deeltjes ontstaan bij de pijltjes

Kiemplanten van de zandraket (Arabidopsis thaliana) kunnen palladiumzouten reduceren en zo nanodeeltjes maken die efficiënter zijn dan de palladiumkatalysatoren die men nu gebruikt voor de Nobelprijswinnende Suzukireactie. Dit schrijven onderzoekers van de Universiteit van York in PLOS One.

De onderzoekers lieten de kiemplanten in oplossing van K2PdCl4 ronddrijven. Palladium komt hierin voor als Pd2+, terwijl een palladiumkatalysator in de Suzukireactie moet beginnen bij een neutrale lading. In de blaadjes van de planten groeiden nanodeeltjes met een diameter van 32 nm. De Engelsen wasten en droogden de blaadjes, en vermaalden ze daarna tot een poeder. Ze weten nog niet hoe, maar ze vonden dat tweederde van het palladium opeens zijn lading kwijt was.

De Engelsen pyrolyseerden het poeder bij 300 °C en probeerden de deeltjes daarna uit als katalysator van de Suzukireactie. Ze koppelden fenylboorzuur met verscheidene aromatische halogeenverbindingen. Deze zijn vaak lastig te koppelen, maar ze kregen betere opbrengsten dan met palladiumacetaat of palladiumkool – de gebruikelijke reagentia voor deze reactie. De Suzukireactie is een veelgebruikte manier om koolstof-koolstofbindingen te maken, die je niet vaak via andere manieren kan maken.

Het is volgens de onderzoekers niet eerder gelukt om met planten direct zulke effectieve katalysatoren te maken. Op Cardiff University zijn ze ook enthousiast over de ontwikkelingen in York. ‘Deze bevindingen zijn extreem belangrijk,’ zegt Jenny Edwards, die in Wales metaalkatalysatoren ontwikkelt. ‘Je kan metaalafval, een waardevolle bron, snel en effectief met een goedaardige plant omzetten tot iets bruikbaar. Meestal heb je daar juist heel complexe methodes voor nodig.’

Wetenschappers gebruiken al vaker planten om metalen uit afval te halen, al gaat dat via omslachtige processen. ‘Normaal gesproken verbrand je de biomassa, maak je het metaal oplosbaar en zuivert het daarna,’ zegt James Clark, hoofd van de Yorkse onderzoeksgroep. ‘Als je dat metaal zou willen gebruiken als katalysator, moet je die eerst weer maken en daarna in een geschikte matrix brengen.’ Met de methode van Engelsen kan dit in ieder geval voor de palladiumdeeltjes een stuk sneller. En misschien is het ook wel mogelijk met andere katalysatoren?

Bron: Royal Society of Chemistry

Onderwerpen