Un químico multiplica por 3 el catalizador para la síntesis de oxidiazoles
Un químico de la RUDN y de la Universidad Shahid Beheshti (SBU) ha propuesto un protocolo para convertir la celulosa en un catalizador para la síntesis de oxadiazoles. El nuevo enfoque hace que el catalizador sea 3 veces más estable en comparación con el mismo catalizador obtenido por el método tradicional. Los resultados se publican en Carbohydrate Polymers.
Un químico de la RUDN y la Universidad Shahid Beheshti (SBU) propuso un protocolo para convertir la celulosa en un catalizador para la síntesis de oxadiazoles. El nuevo enfoque hace que el catalizador sea 3 veces más estable en comparación con el mismo catalizador obtenido por el método tradicional.
RUDN University
Una de las direcciones de la química verde es la funcionalización de biopolímeros. Los químicos modifican los polímeros obtenidos de plantas y animales: les añaden grupos moleculares funcionales para obtener sustancias útiles. Por ejemplo, los catalizadores para la síntesis de oxadiazoles se crean a partir de la celulosa. Son necesarios para producir polímeros, tintes, medicamentos y materiales fotográficos. Para ello, se añaden metales a la estructura de la celulosa. Sin embargo, durante su uso, especialmente a altas temperaturas, los iones metálicos se lixivian. Esto provoca la reducción de la actividad catalítica y la contaminación del medio ambiente. El químico de la Universidad RUDN y SBU, junto con sus colegas de Irán, creó un método de funcionalización de la celulosa, para reforzar la conexión de la celulosa con los iones metálicos y evitar su lixiviación.
"La celulosa, como biopolímero ecológico, no tóxico, rentable y renovable, se empleó en una reacción de Betti de tres componentes por su capacidad de generar ligandos funcionales en la celulosa para formar complejos con el Cu(II)", dijo el Dr. Ahmad Shaabani de la Universidad RUDN y SBU.
Los químicos utilizaron la reacción de Betti, que consiste en la adición de grupos funcionales a fenoles mediante aldehídos y aminas aromáticas. Los investigadores de la Universidad RUDN obtuvieron celulosa dialdehídica, para lo cual mezclaron 0,5 g de celulosa y 0,01 gramos de periodato de potasio en agua. La solución se mezcló a 85º durante 12 horas. Después, el producto de la reacción se filtró, se lavó con agua y se dejó secar al vacío a 70? El dialdehído resultante se utilizó en la reacción de Betti. Para ello, los químicos añadieron 0,11 g de bencilamina al dialdehído y los disolvieron en ácido acético, agitando a temperatura ambiente durante 4 horas. A continuación, se añadió naftol a la mezcla y se mezcló durante otro día. El producto resultante se filtró, se lavó y se secó al vacío a 50? Finalmente, se repitió un procedimiento similar, mezclando la celulosa funcionalizada con acetato de cobre. Como resultado, se obtuvo un catalizador Cu(II)@DAC-Betti.
Los químicos de la Universidad RUDN y de la SBU estudiaron la celulosa obtenida mediante espectroscopia y resonancia magnética nuclear. Su estructura se examinó con un microscopio electrónico de barrido. Para comparar, los científicos tomaron una celulosa modificada con cobre, que se obtuvo según un protocolo estándar, sin utilizar la reacción de Betti (Cu (II)@celulosa). Las imágenes del microscopio electrónico muestran que, en comparación con la habitual, la celulosa obtenida mediante la reacción de Betti no tiene una estructura lisa, sino que presenta muchas excrecencias que se sujetan firmemente entre sí y a las fibras de celulosa. Los químicos compararon la firmeza de los elementos funcionales de la celulosa obtenidos por los métodos nuevos y estándar. Resultó que la reacción de Betti hace que la celulosa modificada sea 3 veces más estable -- a una temperatura de 600?, se conservaba el 17,2% de su masa, frente al 6,1% de la celulosa obtenida por el método estándar.
"El resultado mostró una alta masa residual para el Cu(II)@DAC-Betti, lo que estableció una alta cantidad de carga de Cu(II) en el Cu(II)@DAC-Betti en comparación con la Cu(II)@celulosa, revelando así una eficiencia de la funcionalización Betti en la complejación de los iones Cu(II)", Dr. Ahmad Shaabani de la Universidad RUDN y SBU.
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