共创绿色明天

化学和材料科学在现代社会中的中心作用怎么说都不为过。这些领域的发现使工业能够开发出广泛的服务和技术，使我们所有人都能过上更充实、更光明和更健康的生活。

然而，支撑现代社会的许多工业流程都是在20世纪50年代和60年代的化学革命中设计的。在这段时期，研发团队还没有意识到原子经济、能源效率和可再生原料等当代绿色化学概念的重要性。为了确保一个更可持续的未来，需要通过采用注重效率的化学方法来改变这些过程。因此，联合国可持续发展目标(SDGs)既不是工具，也不是行业的约束，而是科学的路线图，通过可持续创新激励人们朝着更绿色、更受保护的地球迈进。

一个更好、更环保的商业框架

可持续发展不仅是一个环境目标，也是一个基本的商业目标。在Umicore,我们已经将平衡利润、人员和地球的三线实践嵌入到我们的战略方法中。

我们采用包容性的方法，与广泛的利益相关者进行接触，包括我们的员工、合作伙伴、客户、我们工作的社区以及我们经营的全球生态系统。以联合国的可持续发展目标为框架，我们能够将我们的利益相关者社区、技术能力和业务目标与全球蓝图相结合，以提供更美好的未来。通过这种实践，我们确定了八个核心可持续发展目标，体现了Umicore对社会的积极影响最大化的承诺:

3.良好的健康和福祉
5.性别平等
7.可负担的清洁能源
8.体面的工作和经济增长
9.工业、创新和基础设施
11.可持续发展的城市和社区
12.负责任的消费和生产
13.气候行动

通过将这一框架与我们的方法和技术能力相结合，我们相信我们可以更好地为客户和世界提供服务。

促进变革

随着世界人口的持续增长，垃圾产生的问题也在不断增加。此外，有限的化石资源正在以越来越快的速度消耗。第12个目标(负责任的消费和生产)强调了这两项挑战。

随着油气行业寻求开发新方法来应对这些挑战，一种传统的解决方案提供了前进的方向。催化的概念是由瑞典化学家Jöns雅各布·贝采里乌斯在180多年前提出的。从那时起，由于它能够以更短的合成路线实现高效反应，它已成为工业工艺开发的领先工具。因此，不断发展定义明确的催化剂已成为各种领域的中心，包括有机合成，生物化学和材料科学。

催化在工业中发挥重要作用的一个例子是罗伯特·格拉布斯、伊夫·肖文和理查德·施罗克在烯烃复分解方面的开创性工作，他们因此共同获得了2005年的诺贝尔化学奖。在这种过渡金属催化反应中，灭活的烯烃基团可以结合在一起，形成复杂的碳支架，通常产生乙烯作为唯一的副产物。使用烯烃基团作为起始块的能力彻底改变了合成路线的发展，更重要的是，为化学家提供了原子高效工具，在他们的过程中利用可持续的非石油生物基给料。

在这些复分解技术中，具有高度的选择性Grubbs和改进的Grubbs - hoveyda型催化剂支持这类烯烃的转化与各种各样的官能团的存在。因此，复分解提供了将生物基底物(如油和脂肪酸)转化为精细化学品和燃料成分的合成途径。例如，便宜的大豆油可以转化为有价值的化合物，如α-烯烃是一种重要的化学物质，可以用作化石燃料的替代品。

此外，这些催化剂的高稳定性允许几十万的难以置信的高周转率。这使得复分解为高产量、低利润的产品提供了显著的成本优势。

在整个价值链上共同创造

第九项目标是建设有弹性的基础设施，强调需要采取新的研究、开发和创新方法，以在2030年前实现进一步的目标。只有在整个发展链共同努力的情况下，才能创造满足世界需求的进步。这在学术界和产业界的关系中尤为重要。以前学术界“推动”创新的模式已经不再有效。相反，业界和学术界正在共同努力，共同构建一个包括更多利益相关者的“拉动式”网络。让学术界和产业界建立基于信任的关系将促进学习和创业的改善。

催化对能源脱碳、提高工业生产效率和减少废物至关重要

知识共享是这种伙伴关系如何改变的一个关键例子。传统上，业界对知识产权(IP)的关注导致了一种保密文化。然而，通过分享对行业趋势和机会的洞察，有能力共同开发满足市场需求的突破性产品和工艺。其中一个趋势是催化剂的新配体系统的发现和发展。这些工具可以提高催化剂的活性、选择性、可持续性和化学合成的效率。

为了说明配体设计的重要性，让我们看看Buchwald-Hartwig氨基化．芳基亲电试剂与胺的C-N交叉偶联反应是医药技术和药物设计的一个突破。主要是由于胺基在工业中的普遍性质和氮原子在调节药物的物理化学性质方面的重要性，如亲脂性和药代动力学。

在过去的25年里，Buchwald-Hartwig氨酰胺新配体的开发对工艺设计和开发产生了巨大的影响。然而，尽管有这些优点，大多数催化剂仍然需要较高的反应温度来进行芳基氯化物的胺化或使用昂贵的配体。此外，C-N偶联反应的化学发展仍然受到甲基或乙胺等小的未支化伯胺的挑战。这是由于与这些基质相关的两个固有挑战。首先，它们的小体积使得在单酰化和二酰化产物之间进行选择具有挑战性。其次，烷基胺易发生β-氢化物的消除，从而形成副产物。由于这些限制，相对较少的合成协议的耦合这些胺已报道在过去几年。

为了应对这些挑战，需要设计良好的配体，允许选择性反应。迄今为止，磷化氢是配体的主要类别-它们的富电子性质有助于稳定活性金属物种和促进键激活过程，或从金属中心取代其他配体。受到选择性酰胺化的挑战和磷化氢配体性质的启发，鲁尔-波鸿大学无机化学系主任Viktoria Gessner和她的团队开发了这一创新产品YPhos^TM配体技术。

配体结合了强电子捐赠性质和独特的结构，通过弱分子内C-H∙∙Pd相互作用稳定低配位的钯物种。这种相互作用很容易裂解，为底物打开一个自由配位位点。即使是具有挑战性的底物也可以在室温下转换，而不需要针对给定的胺专门微调配体或制备特定的预催化剂。

与Viktoria Gessner的团队直接合作，我们能够提供以市场为中心的新颖研究观点。因此，我们能够分享行业不断变化的需求，以帮助促进发展进程。此外，利用我们在布赫瓦尔德催化方面的长期专业知识，我们能够为客户提供支持，并作为对话者，确保学术界的前沿和工业的迫切需求之间共享可持续发展的见解。

更美好的未来

虽然绿色未来的挑战令人生畏，但这是Umicore贵金属化学团队正在欣然迎接的挑战。通过将最新的可持续技术与我们独特的实践专业知识相结合，我们正在努力使整个行业走向更绿色、更安全、更好的实践。可持续技术带来的机会是无数的;催化对于能源生产的脱碳、更高效的工业过程和更少的废物至关重要。