Química sostenible con ayuda de la Inteligencia Artificial
El nuevo proceso podría suponer una importante contribución a una producción más respetuosa con el medio ambiente
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Las reacciones de amidación son las más comunes en la industria química. Son indispensables para una amplia gama de procesos de producción industrial, pero su huella ecológica es muy problemática. Generan grandes cantidades de residuos tóxicos y consumen mucha energía. Un equipo dirigido por el Dr. Tobias Schnitzer, jefe del grupo de investigación del Instituto de química orgánica de la Universidad de Friburgo, está utilizando la inteligencia artificial (IA) para desarrollar reacciones innovadoras de amidación catalizadas por ácido borónico que no requieran reactivos tóxicos, utilicen disolventes sostenibles y consuman poca energía. El proyecto de investigación está financiado por la Fundación Vector con 1,5 millones de libras a lo largo de seis años. "Nuestro objetivo es el desarrollo, impulsado por la IA, de un proceso de amidación en el que el agua sea el único subproducto, que sea rentable y pueda mejorar significativamente la eficiencia de los recursos en la industria química", afirma Schnitzer.
Desarrollo de catalizadores para la amidación
Alrededor del 16% de todas las reacciones de la industria química son amidaciones. Son importantes para la producción de productos farmacéuticos, agroquímicos y polímeros, y desempeñan un papel fundamental en la química fina, como tintes, fragancias y aditivos. Los procesos clásicos de amidación utilizan reactivos de cloración y acoplamiento que son tóxicos, explosivos o corrosivos y producen grandes cantidades de subproductos peligrosos. También utilizan disolventes tóxicos y poco degradables.
El proyecto de investigación de Friburgo está desarrollando nuevos catalizadores de ácido borónico para amidaciones eficientes y sostenibles. El punto de partida es una extensa y estructuralmente diversa biblioteca de catalizadores, que se está estudiando en alto rendimiento con respecto a su actividad catalítica. La reactividad determinada experimentalmente de cada catalizador individual sirve como base de datos para el desarrollo de un modelo de predicción basado en IA. Este modelo permite predecir las propiedades y actividades de cientos de miles de catalizadores adicionales sin necesidad de sintetizarlos o someterlos a pruebas experimentales. Esto ahorra tiempo, energía y recursos químicos ya en el proceso de desarrollo.
Química ecológica económica
El objetivo de la investigación es identificar catalizadores altamente activos que permitan por primera vez la amidación de cualquier material de partida a temperatura ambiente en disolventes sostenibles de base biológica. El objetivo es lograr un proceso eficiente desde el punto de vista energético y económico con un mínimo de residuos para una de las reacciones químicas más importantes.
De este modo, el trabajo de investigación financiado también contribuye de forma cuantificable a la consecución de los objetivos de sostenibilidad global de las Naciones Unidas, afirma Schnitzer: "Nuestro proyecto demuestra que la química verde es factible y económicamente relevante. También espero que nuestro trabajo contribuya a cambiar la imagen de la química: de una ciencia 'sucia y maloliente' a una disciplina limpia y sostenible que aporta innovación y forma parte de la solución a los retos mundiales."
La Fundación Vector La Fundación Vector se creó en 2011 como fundación corporativa. La Fundación Vector apoya una media de 170 proyectos con aproximadamente doce millones de euros anuales. Desde 2011, ha destinado más de 100 millones de euros a su labor benéfica. La Fundación Vector actúa en los ámbitos de la investigación, la educación y el compromiso social en Baden-Württemberg. Su financiación se centra en proyectos de investigación científica y técnica, educación STEM (ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas) y lucha contra las personas sin hogar y el desempleo juvenil.
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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