Un químico de la Universidad RUDN ha desarrollado un catalizador para la producción de acetato de eugenol, una sustancia que destruye las larvas de los mosquitos que transmiten enfermedades peligrosas. El artículo fue publicado en la revista Materiales .

Los mosquitos Aedes aegypti (mosquitos de la fiebre amarilla) pueden ser portadores del virus Zika, fiebre amarilla, chikungunya y dengue. Hasta el 20 por ciento de los pacientes con fiebre amarilla mueren, aunque hay una vacuna. No existe cura ni vacuna para el virus del Zika o el dengue. Por lo tanto, la destrucción de los portadores es el único método eficaz para combatir la propagación de enfermedades. Es más fácil matar mosquitos en estado larvario, por lo que es un fármaco anti-larva eficaz y asequible, como el acetato de eugenol, puede ayudar seriamente a la humanidad. El eugenol es el componente principal de la reacción de acetilación, obtenido del aceite de clavo. Sin embargo, No es fácil sintetizar acetato de eugenol puro sin impurezas y con un alto contenido del producto de destino (hasta el 90 por ciento). Esto se debe a que todavía no se han creado catalizadores adecuados para dicha síntesis, y no existen métodos no catalíticos para producir acetato de eugenol. El rendimiento de acetato de eugenol en las reacciones utilizadas en la industria es solo del 20 al 30 por ciento.

El químico de la RUDN Rafael Luque ha desarrollado un nuevo catalizador para la acetilación de eugenol para resolver este problema. Los químicos se aseguraron de que el catalizador se pueda eliminar de la zona de reacción y reutilizar. Además, la temperatura y el tiempo de reacción son bajos mientras que el rendimiento del producto objetivo es alto.

En la primera etapa, los químicos analizaron los inconvenientes de los métodos existentes para la síntesis de acetato de eugenol. Se puede utilizar catálisis homogénea con ácidos minerales para acetilar eugenol. Pero este método no permite simplemente separar el catalizador de los productos de reacción. Con catálisis homogénea, también es posible la disolución parcial del reactor en ácido, lo que conduce a la contaminación de la solución. Otro método se basa en el uso de biocatalizadores. Permiten obtener un rendimiento superior al 90 por ciento de acetato de eugenol y son respetuosos con el medio ambiente. Sin embargo, la síntesis de biocatalizadores es laboriosa y cara, y la reutilización de tales catalizadores es casi imposible. Esto encarece demasiado el uso de biocatalizadores.

Los químicos de la RUDN propusieron crear un catalizador heterogéneo, donde la sustancia activa, heteropoliácido, se aplica a un portador sólido neutro. Los heteropoliácidos son derivados de los ácidos de oxígeno en los que los iones de oxígeno son reemplazados total o parcialmente por residuos ácidos de otros ácidos. Los heteropoliácidos tienen una mayor actividad catalítica que los ácidos minerales, y, a diferencia de los ácidos minerales, no producen reacciones adversas que contaminen la solución. Los químicos han sugerido que los catalizadores heterogéneos, que consta de varios componentes, puede ser la solución óptima, dado que el catalizador sólido y la sustancia en solución se encuentran en fases diferentes, y no es difícil separarlos.

Para una síntesis de catalizador heterogénea, los químicos aplicaron un heteropoliácido a un vehículo sólido:aluminosilicato mesoporoso (AlSiM). Se trata de una sustancia muy porosa con una gran superficie (hasta 1000 m ² / g) y poros cilíndricos del mismo tamaño. Para su producción, TEOS (tetraetoxisilano), un componente tóxico y caro, se utiliza con mayor frecuencia como fuente de silicio. Rafael Luque y sus colegas demostraron que en lugar de TEOS, puedes usar caolín natural rico en silicio, que generalmente se desperdicia en el desarrollo de depósitos. El uso de caolín para obtener AlSiM reducirá significativamente el costo de producción del portador del catalizador y reducirá el impacto ambiental negativo.

El nuevo catalizador se elimina fácilmente de la zona de reacción y conserva su actividad incluso después de varios ciclos repetidos. permite que la reacción se lleve a cabo de forma rápida y sin impurezas, tiene una alta estabilidad y un costo relativamente bajo en comparación con los biocatalizadores. El rendimiento del producto ascendió al 99,9 por ciento. Con ciclos repetidos, el rendimiento cambia ligeramente e incluso después del quinto ciclo llega al 90 por ciento. El catalizador se puede recomendar para la producción industrial de acetato de eugenol.