En un desarrollo destinado a transformar la industria química a escala global, el profesor Chang Ho Yoo del Departamento de Química de UNIST ha desarrollado con éxito una reacción catalítica de carbonilación estable y altamente eficiente utilizando catalizadores de níquel. Este logro, publicado en Science , ofrece una alternativa prometedora a los catalizadores de rodio ampliamente utilizados en el proceso de acetilo.

La carbonilación es una reacción crucial involucrada en la conversión de metanol en ácido acético y compuestos éster en anhídrido de ácido orgánico. Con más de 13 millones de toneladas de compuestos de acetilo producidos anualmente en todo el mundo, esta reacción desempeña un papel vital en la industria química.

Tradicionalmente, se han empleado metales preciosos como el rodio y el iridio como catalizadores en el proceso de carbonilación comercial. Sin embargo, estos metales presentan desafíos debido a su escasez, alto costo, toxicidad e impacto ambiental. En esta innovadora investigación, el profesor Yoo aprovechó los abundantes metales de transición del níquel como una alternativa sostenible y rentable.

Los catalizadores de níquel existentes tienen una actividad catalítica limitada y no se han utilizado en la industria desde la década de 1970. El equipo de investigación del profesor Yoo abordó con éxito esta limitación empleando un ligando de carbeno N-heterocíclico a base de imidazol, reemplazando los ligandos de fosfina convencionales utilizados en los catalizadores de níquel tradicionales. El ligando carbeno demostró una estabilidad y actividad superiores, mostrando un rendimiento comparable al de los catalizadores de rodio utilizados actualmente en aplicaciones comerciales.

"Hemos desarrollado un catalizador de níquel que coincide con el nivel de actividad del catalizador de rodio existente", señaló el profesor Yoo. "Este logro es notable ya que allana el camino para el uso práctico de catalizadores de níquel en entornos industriales". Los resultados de la investigación fueron realizados por el equipo del profesor Yoo en la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill.

Este desarrollo no sólo ofrece una alternativa sostenible a los catalizadores de metales preciosos, sino que también tiene el potencial de revolucionar la industria química al permitir la adopción generalizada de catalizadores de níquel. La abundancia, el bajo costo y el reducido impacto ambiental del níquel lo convierten en una opción atractiva para aplicaciones industriales a gran escala. A medida que este avance de la investigación avance hacia la comercialización, se espera que impulse avances significativos en el proceso de carbonilación y abra nuevas vías para la producción química sostenible y eficiente.

Más información: Changho Yoo et al, Carbonilación de éster catalizada por níquel promovida por carbenos y sales derivados de imidazol, Ciencia (2023). DOI:10.1126/ciencia.ade3179

Información de la revista: Ciencia

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