07.07.2020 - Technische Universiteit Eindhoven

Nuevo método basado en la luz para una producción más rápida y "verde" de bloques de construcción para medicamentos

"Un avance significativo simplifica el procesamiento de hidrocarburos gaseosos de bajo peso en la industria.

En la industria, los hidrocarburos gaseosos, como el etano y el metano, se transforman con frecuencia en moléculas que pueden actuar como bloques de construcción para productos farmacéuticos y agroquímicos. Típicamente, estos procesos tienen lugar a altas temperaturas y presiones, y también pueden producir grandes cantidades de contaminantes. Los investigadores de la Universidad Tecnológica de Eindhoven (TU/e) han desarrollado un nuevo método para la conversión inmediata de hidrocarburos gaseosos de bajo peso en moléculas más complejas a temperatura ambiente y bajas presiones, iluminando las moléculas con luz en presencia de un catalizador adecuado. Notablemente, este nuevo proceso es más rápido y conduce a poco o ningún desperdicio de material. Este trabajo ha sido publicado en Science.

En la sociedad moderna, los alcanos gaseosos como el propano, el isobutano y el metano se queman regularmente para obtener energía. Estas moléculas relativamente baratas y abundantes también pueden ser utilizadas para producir moléculas complejas para medicinas o productos químicos en la agricultura.

Los actuales procesos a gran escala que activan estas moléculas para las reacciones químicas subsiguientes tienen lugar a altas temperaturas y presiones, que son condiciones de reacción duras que pueden ser difíciles y costosas de mantener, al tiempo que conducen a una importante generación de desechos. Además, en el caso específico del metano, las altas temperaturas necesarias para la activación anulan el uso de cualquier producto resultante en los medicamentos, ya que las moléculas orgánicas simplemente se desintegran.

Un equipo de investigación dirigido por Timothy Noël de la Universidad Técnica de Shanghai (China), la Universidad de Pavia (Italia) y Vapourtec Ltd., en colaboración con investigadores de la Universidad de Shanghai. (Reino Unido), han ideado un nuevo proceso para la activación de los alcanos utilizando luz a temperatura ambiente y a menor presión.

Un avance significativo

"Este es un avance significativo para convertir los alcanos en útiles bloques de construcción para medicinas y materiales para otras industrias", dice Noël. "Nuestro enfoque permite el uso inmediato de los alcanos para moléculas más complejas sin muchos subproductos no deseados, mientras que al mismo tiempo disminuye la contaminación y simplifica el proceso de activación".

Para llevar a cabo este nuevo proceso, los investigadores tuvieron que lidiar con dos cuestiones principales. En primer lugar, necesitaban un método que pudiera fácilmente romper los enlaces C-H con una energía de disociación de enlaces (BDE) entre 96,5 y 105 kcal mol-1. Los enlaces C-H del metano son los más difíciles de romper. En segundo lugar, la manipulación de los alcanos gaseosos requiere tecnologías a medida que puedan poner los alcanos en estrecho contacto con un catalizador en un entorno de reacción cuidadosamente supervisado. Los investigadores resolvieron ambos problemas excitando los alcanos con luz UV (unos 365 nm) en presencia de un catalizador adecuado a temperatura ambiente.

"El catalizador utilizado es el decatungstato. Cuando se ilumina, el catalizador se vuelve altamente energético y luego tiene suficiente energía para separar los enlaces C-H. Encontramos que esto funciona para el metano, el etano, el propano y el isobutano", dice Noël. Y añade: "Nuestro nuevo enfoque es más rápido que los enfoques tradicionales, y estamos entusiasmados de ver cómo se desarrolla. En este estudio se han empleado microreactores, ya que facilitan un mayor control de las condiciones de reacción, un mejor confinamiento de las materias primas gaseosas y una iluminación más fácil del catalizador. En el futuro, consideraremos reactores que puedan permitir una mayor capacidad de producción". Este nuevo método allana el camino para la producción más barata de algunos medicamentos, ya que el coste de la activación de los gases para su producción sería menor.

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

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