19.12.2022 - Baylor University

Químicos sintetizan un nuevo compuesto innovador

El nuevo compuesto es más eficaz de producir, más seguro para el medio ambiente y podría ahorrar miles de millones de dólares en costes de fabricación.

La creación de nuevos compuestos sintéticos suele ser un proceso complejo y de múltiples pasos que puede llevar años de investigación. El doctor Caleb D. Martin, profesor asociado del Departamento de Química y Bioquímica de la Universidad Baylor e investigador principal del Grupo de Investigación Martin, y su equipo han desarrollado un nuevo compuesto conocido como tris(orto-carboranil)borano o BoCb3. Sintetizado en un solo paso, este superácido de Lewis de última generación -que tiene aplicaciones en la producción de los plásticos más comunes- es más eficiente de producir, más seguro para el medio ambiente y podría ahorrar miles de millones de dólares en costes de fabricación.

Martin publicó los resultados en el número del 22 de septiembre de 2023 de la revista Angewandte Chemie International Edition (GDCh).

Cuando Martin se incorporó a Baylor, se quedó con algunos productos químicos del laboratorio del fallecido químico de Baylor F. Gordon A. Stone, que ocupaba el cargo de Profesor Distinguido de Química Robert A. Welch, tras la jubilación de Stone. Entre estas sustancias químicas que Stone dejó se encontraba el ortocarborano, una de las sustancias químicas utilizadas por el equipo de Martin para fabricar BoCb3. Stone fue uno de los 100 químicos más referenciados del mundo en la cumbre de su carrera. En 1963, Stone desarrolló un ácido de Lewis fuerte conocido como B(C6F5)3 que se sigue utilizando hoy en día en la producción de poliolefinas, cuya cuota de mercado mundial ascendía a 295.000 millones de dólares en 2021. Sin haber heredado el producto químico, Martin dijo que su grupo nunca habría intentado esta idea fuera de la caja para hacer el ácido de Lewis único.

"Mi investigación es la química sintética inorgánica y orgánica en la que nos centramos en moléculas que pueden beneficiar a la sociedad o en la que los resultados son útiles para que otros investigadores avancen en sus investigaciones", dijo Martin.

¿Podría Martin mejorar el ácido de Lewis que Stone desarrolló hace ~60 años? Aunque ya se ha intentado antes, nadie ha mejorado significativamente el proceso.

Los ácidos de Lewis son una parte esencial en la producción de poliolefinas. Conocido como activador, la mezcla de un ácido de Lewis con un compuesto de circonio o hafnio hace que sea activo para la polimerización de una olefina (doble enlace carbono-carbono) a poliolenos, que pueden encontrarse en una gran variedad de productos, como bolsas de plástico y revestimientos para cables, tubos de acero y piezas de automóviles, por nombrar sólo algunos.

Otros enfoques para fabricar ácidos de Lewis fuertes han pasado por varios pasos intermedios que consumen mucho tiempo para llegar al producto final y requieren átomos de flúor nocivos para el medio ambiente que nunca se degradan en la naturaleza.

Su ruta para fabricar BoCb3 utiliza un sencillo proceso de un solo paso y sólo tres productos químicos disponibles en el mercado, "como hacer una comida en una sola olla", dijo Martin. Combinándolos, el resultado es un potente ácido de Lewis más fácil de fabricar, que produce menos residuos y es menos nocivo para el medio ambiente, ya que no contiene halógenos, ni flúor ni cloro.

"Hacemos compuestos nuevos continuamente", explica Martin. "Sin embargo, es raro dar con un compuesto único y útil a partir de sólo tres cosas que se pueden pedir por catálogo".

BoCb3 se encuentra ahora en la fase de descubrimiento fundamental. Se ha presentado una patente provisional y su equipo está trabajando intensamente con tres grupos de investigación académica de California, Alemania e Italia para comprender todo el alcance de su reactividad y sus posibles aplicaciones comerciales.

"Aunque es demasiado pronto para saber todo el impacto que tendrá el BoCb3, es muy fácil prever que esta tecnología será realmente atractiva para la industria petrolera", afirma Martin.

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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