Recientemente, un grupo de investigación desarrolló un nuevo método para producir plásticos, productos farmacéuticos y detergentes sin metales ni disolventes tóxicos. El grupo español, compuesto por el Instituto de Tecnología Química, centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas y la Universitat Politècnica de València; propone emplear solo oxígeno o aire sin necesidad de utilizar catalizadores ni disolventes. El método fue patentado y sus resultados se publicaron en Nature Communications.

Epoxidación

La epoxidación de alquenos es una reacción clave en la industria química, donde un alqueno, una molécula orgánica formada por carbono e hidrógeno, se transforma en un epóxido, es decir, en un compuesto muy reactivo que se usa en muchas reacciones químicas e industriales.

Son esenciales, sobre todo, en producción de plásticos y resinas epoxi (polímeros de gran resistencia y versatilidad usados en la construcción, informática o automoción), así como en la fabricación de productos farmacéuticos, fragancias, detergentes y sabores.

"Los alquenos son como piezas de Lego hechas solo de carbono e hidrógeno con un doble enlace entre sus dos átomos de carbono. Ese doble enlace es una especie de 'punto débil' en donde la molécula es más reactiva", explicaron.

Así, la epoxidación toma esas piezas de Lego, les añade un átomo de oxígeno y de ese modo forma una estructura de tres átomos, dos de carbono y uno de oxígeno. Como resultado, se genera un nuevo compuesto, el epóxido, que es mucho más reactivo y versátil para abrir puertas en el ámbito de la química.

Hasta el momento, uno de los métodos más comunes para obtener epóxidos es la epoxidación catalítica, en donde los alquenos consiguen átomos de oxígeno por medio de peróxido de hidrógeno (agua oxigenada). Sin embargo, para que el peróxido le done átomos de oxígeno a los alquenos se necesita usar catalizadores con metales como el vanadio o el titanio, "mediadores moleculares" para lograr esta finalidad.

El nuevo método

A diferencia de la epoxidación catalítica, el innovador método desarrollado permite obtener epóxidos sin usar catalizadores. Además, sus resultados muestran "altos niveles de rendimiento y una selectividad de hasta un 90%, un porcentaje que refiere a la preferencia de una reacción química por formar un compuesto específico, cuando existe la posibilidad de que sucedan varios resultados diferentes".

Para conseguirlo, el sistema utiliza distintas formas:

-Usando aire a presiones moderadas (entre 3 y 5 bares).

-Empleando contacto directo con el aire, donde la reacción puede ocurrir en forma espontánea a temperatura ambiente.

-Aplicando oxígeno y calor, con temperaturas entre 100 y 200°C.

De este modo, los alquenos reaccionan para formar radicales, partículas altamente reactivas capaces de activas el oxígeno del aire. Esto genera un superóxido (un radical libre o molécula con un electrón sin otro electrón en la misma región alrededor del núcleo de un átomo) que reacciona con los alquenos activados para formar un producto intermedio, el cual interactúa con más oxígeno para dar lugar al producto final: un epóxido.

La sencillez de este método permite que el mismo se aplique a diferentes tipos de alquenos, incluyendo derivados de la biomasa. Además, puede integrarse directamente en procesos químicos muy comunes como la preparación de polímeros, lubricantes y fármacos.

Por otra parte, cuenta con un bajo costo operativo porque necesita menos etapas, menos materiales y equipos más simples que los usados tradicionalmente para obtener la misma reacción. En tal sentido, es más sencillo escalarlo industrialmente.

Fuente: Europa Press.