APROVECHEMOS LAS FUENTES RENOVABLES DE MATERIA PRIMA NO PERJUDICIALES PARA EL MEDIO AMBIENTE Y DISMINUYAMOS LA DEPENDENCIA MUNDIAL

María del Carmen Soler Sáez

El dióxido de carbono, CO₂, es una fuente de carbono económica y renovable especialmente activa para la producción de combustibles y productos químicos debido a su bajo costo, alta abundancia y relativa falta de toxicidad. El metanol es uno de los productos químicos más atractivos y demandados puesto que permite la preparación de muchos productos químicos comerciales de alto valor. La demanda mundial de metanol en 2016 fue de casi 80 millones de toneladas métricas.

          Nilay Hazari y Wesley H.Bernskoetter junto al resto de investigadores^[1] describen un complejo de pinzas de hierro (II) homogéneo para la generación catalítica de metanol a partir de CO₂ y H₂ a través de un proceso de dos pasos. La reducción de CO₂ ocurre a través del acoplamiento inicial con H₂ y una amina para dar una formamida. Posteriormente, la formamida se somete a hidrogenación desaminativa catalítica para proporcionar metanol y regenerar la amina.^[2]

          Estos sistemas de pinzas de hierro son los promotores de metales básicos más activos y productivos para varias transformaciones catalíticas que permiten lograr elevados TON (moles de producto obtenido/ moles de catalizador) con la adición de cocatalizadores basados en ácidos de Lewis. Por lo tanto, estos catalizadores soportados por los ligandos PNP son excelentes candidatos para estudiar la hidrogenación de CO₂ a metanol en presencia de una amina, ya que pueden realizar los dos pasos independientes en la reacción en tándem propuesta.^[3]

          Aunque se han utilizado fundamentalmente sistemas de metales preciosos, complejos de rutenio, como catalizadores en reacciones de hidrogenación catalítica de CO₂ para la obtención de metanol, el desarrollo de catalizadores metálicos económicos y abundantes en la tierra para esta reacción proporcionaría una alternativa más sostenible.

Bibliografía:

[1] Lane, E. M.; Zhang, Y.; Hazari, N.; Bernskoetter, W. H. Sequential Hydrogenation of CO₂ to Methanol Using a Pincer Iron Catalyst. Organometallics 2019, 38, 3084–3091, DOI:10.1021/acs.organomet.9b00413

[2] Huff, C. A.; Sanford, M. S. Cascade Catalysis for the Homogeneous Hydrogenation of CO₂ to Methanol. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 18122– 18125, DOI: 10.1021/ja208760j

[3] Alberico, E.; Sponholz, P.; Cordes, C.; Nielsen, M.; Drexler, H.-J.; Baumann, W.; Junge, H.; Beller, M. Selective Hydrogen Production from Methanol with a Defined Iron Pincer Catalyst under Mild Conditions. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 14162–14166, DOI: 10.1002/anie.201307224

¿CÓMO SINTETIZAR AMIDAS DE FORMA SENCILLA Y RESPETUOSA CON EL MEDIO AMBIENTE EN UNA ÚNICA ETAPA?

Claudia Giménez Campillo

Las amidas son grupos funcionales de gran interés sintético debido a que los encontramos en medicamentos, productos naturales y productos industriales (polímeros, detergentes y lubricantes). Las últimas dos décadas se han estudiado diferentes vías económicas y sencillas para la síntesis de dichos productos.

Nos vamos a centrar en la síntesis de amidas a partir de cetonas. Consta de dos pasos: el primer paso es la formación de una oxima a partir de una cetona, y el segundo paso es la transformación de la oxima a la amida a través de la Transposición de Beckmann.

Hasta el momento se han utilizado los líquidos iónicos (IL) como catalizadores del segundo paso de nuestra reacción. En los últimos años han cobrado gran interés estos disolventes que son compuestos químicos incluidos en el grupo de las sales, formados por iones con un punto de fusión por debajo de 100 ºC. Están constituidos por un catión orgánico grande y un anión pequeño, orgánico o inorgánico. Se caracterizan por tener estabilidad térmica elevada, presión de vapor muy baja y amplio intervalo de temperatura en el que se encuentran en forma líquida, siendo considerados respetuosos con el medioambiente [1].

Li Yu et al. se centraron en la conversión de cetonas a amidas a través de una oximación y Transposición de Beckmann en un único recipiente, catalizada por IL [2]. La reacción utiliza hidrocloruro de hidroxilamina como agente de oximación y cloruro de metal-IL (MCln-IL) como un sistema catalítico en condiciones libres de solventes. La reacción es la que vemos en la figura:

Donde R y R´ pueden ser una gran variedad de sustituyentes. En el estudio de la optimización de las condiciones de reacción, se observaron que hay varias posibilidades de combinación de cloruro de metal-IL que obtiene elevados rendimientos de reacción y, que la velocidad de la reacción se ve influida por los sustituyentes R y R´. Destacar que es una reacción muy eficiente, sencilla, respetuosa con el medio ambiente y no necesita disolventes adicionales. Como conclusión decir que es una gran alternativa a la hora de llevar a cabo un método de síntesis eficaz para la formación de amidas.

Bibliografía:

1.    Aguilera-Herrador, E., Lucena, R.,Cardenas, S. y Valcarcel, M. (2010). The roles of ionic liquids in sorptivemicroextraction techniques, TrAC Trends in Analytical Chemistry, 29(7),602-616.

2.    Yu, L., Guo, L., Hu, W., Zhang, Z., Bai,Y., Ye, J. y Li, L. (2019). One-pot conversion of ketones to amides viaBeckmann rearrangement catalyzed by metal chloride-ionic liquids undersolvent-free condition. Catalysis Communications, 123, 119-123.