Crédito: Angewandte Chemie
Dióxido de carbono (CO 2 ) no es solo un gas de efecto invernadero indeseable, también es una fuente interesante de materias primas valiosas y que pueden reciclarse de forma sostenible. En el diario Angewandte Chemie , Investigadores españoles han introducido un nuevo proceso catalítico para convertir CO 2 en valiosos intermedios químicos en forma de carbonatos cíclicos.
Obteniendo CO 2 reaccionar, lamentablemente, no es fácil. En la actualidad, la mayor parte de la investigación se centra en la conversión de CO 2 en metanol, que puede utilizarse como combustible alternativo y como materia prima para la industria química. Los procesos catalíticos innovadores podrían permitir que el CO 2 para convertirse en valiosos compuestos químicos sin desviarse por el metanol, quizás para la producción de plásticos biodegradables o productos intermedios farmacéuticos.
Un enfoque muy prometedor es la conversión de CO 2 en carbonatos orgánicos, que son compuestos que contienen un bloque de construcción derivado del ácido carbónico, que comprende un átomo de carbono unido a tres átomos de oxígeno. Investigadores que trabajan con Arjan W. Kleij en el Instituto de Ciencia y Tecnología de Barcelona (Barcelona), el Instituto de Investigaciones Químicas de Cataluña (Tarragona), y el Instituto Catalán de Investigación y Estudios Avanzados (Barcelona), han desarrollado un proceso conceptualmente nuevo para producir carbonatos en forma de anillos de seis miembros, a partir de CO 2 y básico, bloques de construcción de fácil acceso. Estos carbonatos cíclicos tienen un gran potencial para la creación de nuevos CO 2 policarbonatos a base de
Los materiales de partida son compuestos con un doble enlace carbono-carbono y un grupo alcohol (-OH) en un átomo de carbono vecino (alcoholes homoalílicos). En el primer paso de la reacción, el doble enlace se convierte en un epóxido, un anillo de tres miembros con un oxígeno y dos átomos de carbono. El epóxido puede reaccionar con CO 2 en presencia de un catalizador específico. El producto es un carbonato cíclico en forma de anillo de cinco miembros con tres átomos de carbono y dos de oxígeno. El átomo de carbono en la "punta" del anillo de cinco miembros está unido a un átomo de oxígeno adicional. En el siguiente paso, un catalizador orgánico (base N-heterocíclica) activa el grupo OH y hace que el anillo de cinco miembros se reorganice en un anillo de seis miembros. El átomo de oxígeno del grupo OH se integra en el nuevo anillo, mientras que uno de los átomos de oxígeno del anillo original de cinco miembros forma un nuevo grupo OH. Sin embargo, la reacción inversa también tiene lugar porque el anillo original de cinco miembros es significativamente más favorable energéticamente, y sólo una pequeña cantidad del anillo de seis miembros está presente en equilibrio. El truco consiste en atrapar el anillo de seis miembros. El nuevo grupo OH se une a un reactivo (acilación) porque su posición diferente lo hace considerablemente más reactivo que el grupo OH original.
Este proceso recientemente desarrollado da acceso a una amplia paleta de novedades, anillos de carbonato de seis miembros con excelentes rendimientos, con alta selectividad y en condiciones de reacción suaves. Esto amplía el repertorio de CO 2 -heterociclos y polímeros a base de que son difíciles de producir por métodos convencionales.
