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    El catalizador sólido robusto proporciona altos rendimientos de ésteres por flujo continuo

    Figura 1:Volver a la química de la escuela secundaria permitió a los químicos de RIKEN desarrollar un catalizador que puede producir ésteres con altos rendimientos en un proceso de flujo continuo. Crédito:Andrew Lambert Photography / Science Photo Library

    Recordar la química básica de los libros de texto ha permitido a los investigadores de RIKEN desarrollar un mejor catalizador sólido para producir importantes químicos industriales conocidos como ésteres. Este avance promete beneficiar a la fabricación de combustibles, productos farmacéuticos, resinas pinturas adhesivos y perfumes.

    Los ésteres se forman en la reacción química entre el grupo hidroxilo (OH) de los alcoholes y el grupo carboxilo (COOH) de los ácidos carboxílicos. Cuando estos grupos se combinan, una molécula de agua (H 2 O) se libera, dejando el resto de las moléculas de alcohol y ácido carboxílico unidas como un éster. Muchos estudiantes de la escuela realizan esta simple reacción durante su primera introducción a la química orgánica.

    Aunque los ésteres pueden obtenerse fácilmente con bajos rendimientos, es un desafío producirlos con los altos rendimientos que necesita la industria. "Lograr la conversión completa en ésteres es difícil, ", señala Yoichi Yamada del Centro RIKEN para la ciencia de los recursos sostenibles. La esterificación es una reacción de equilibrio, una que se asienta en un estado en el que las reacciones directa e inversa avanzan a la misma velocidad. El desafío es minimizar la reacción inversa para que la producción de éster domina.

    Yamada y sus colegas enfrentaron el desafío recordando sus libros de texto escolares. "Nos sorprendió descubrir que el conocimiento de los cursos de química orgánica para principiantes nos ayudó a desarrollar un nuevo catalizador de vanguardia, " él dice.

    La teoría química básica dice que un pequeño cambio en las posiciones relativas de dos grupos unidos a un anillo de seis átomos de carbono puede afectar en gran medida la estabilidad de una molécula. Esto inspiró a los investigadores a modificar la ubicación de los grupos que habían utilizado en una versión anterior pero inestable de su catalizador. Cambiar la estructura del material de partida clave produjo un catalizador sólido que es más estable, mas activo, reutilizable y robusto.

    Este nuevo catalizador tiene la gran ventaja de que puede trabajar en condiciones de flujo continuo. El alcohol y el ácido carboxílico se bombean a una columna empaquetada con el catalizador en polvo, permitiendo que los altos rendimientos del éster deseado fluyan desde el otro extremo. Este proceso superó a otros catalizadores comerciales en las pruebas de producción de un biocombustible a base de éster. Además, el catalizador se puede producir en masa, por lo que se puede fabricar a gran escala que necesita la industria.

    Yamada cree que el catalizador podría eventualmente impactar significativamente en la industria química. "Todas las empresas que producen productos químicos orgánicos deberían estar interesadas, "comenta.


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