模仿大氣有機化合物的分解已帶來一種更清潔的方式來製造關鍵的尼龍原料。
今天，己二酸是透過使用大量硝酸開啟環己烷來生產的，這個過程會排放消耗臭氧層的溫室氣體一氧化二氮。但是，臺灣國立清華大學的黃國柱和阿魯納恰拉姆·薩加德萬發現，臭氧和紫外線提供了一種有效的替代方案。“我們的工藝更綠色、更溫和、更環保，”黃國柱告訴化學世界。
工業己二酸生產首先在高溫度和壓力下將環己烷氧化為環己醇和環己酮。此步驟的產率可能低於 10%，這是一個重大限制。其次，硝酸氧化開啟這些環狀結構，將其完全轉化為直鏈己二酸。
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此過程釋放的一氧化二氮佔所有人為年排放量的 5-8%。一氧化二氮不僅是人為排放的主要臭氧消耗物質，還是第三大最重要的溫室氣體。因此，清理己二酸生產可能具有明顯的環保效益——但到目前為止，所有努力都過於昂貴。
黃國柱和薩加德萬在探索臭氧和紫外線如何氧化和分解大氣中的有機化合物時偶然發現了他們的途徑。“我突然想到用這種方式氧化只含有未活化的 C-H 鍵的環己烷，”黃國柱說。“在有機化學中，碳氫化合物的 C-H 鍵官能化非常困難，被認為是聖盃。”
這位物理化學家將臭氧鼓入純環己烷中，同時在室溫和壓力下用紫外線照射。幾個小時後，己二酸沉澱出來。他們透過獲得更亮的燈、讓反應執行更長時間並新增弱酸，將環己烷到己二酸的轉化率最佳化至 75%。該方法在各種其他環狀結構上也效果良好。
耶魯大學的尼萊·哈扎裡稱 C-H 鍵氧化方法“優雅”，並斷言它可能會改進工業己二酸合成方法。雖然黃國柱尚未計算出新路線的成本比較，但他指出，臭氧可以從空氣中的氧氣中廉價製取。他的下一步將是將規模從目前的 6.5 毫升擴大，包括引入化學工程師來設計和最佳化更大規模的反應器。儘管黃國柱說“許多事情必須克服和最佳化”，但他對前景“樂觀”。