La lignina se convierte en valiosas amidas
Los investigadores logran un avance sostenible
Un equipo internacional de investigación del Instituto Leibniz de catálisis (LIKAT) y varias universidades chinas, dirigido por los profesores Jagadeesh Rajenahally y Matthias Beller, ha desarrollado un proceso novedoso y respetuoso con el medio ambiente para producir amidas de alta calidad a partir de la sustancia vegetal lignina, importantes componentes básicos para productos farmacéuticos, agroquímicos y materiales modernos.
La utilización de recursos renovables y el reciclado/reciclado de materiales de desecho son aspectos esenciales para lograr la sostenibilidad y posibilitar una economía circular. En particular, la utilización catalítica de materias primas basadas en la biomasa es una tecnología crucial que constituye la base para la producción sostenible y renovable de productos químicos y biocombustibles. En este contexto, se están realizando esfuerzos considerables para convertir la biomasa bruta en una variedad de productos mediante diversos procesos catalíticos.
De residuo a recurso valioso La lignina se produce en grandes cantidades durante la fabricación de papel, pasta de papel y bioetanol. Es el segundo biopolímero más abundante del planeta, después de la celulosa, y hasta ahora estaba infrautilizado. En colaboración con científicos de la Universidad Médica de Zunyi, la Universidad Forestal de Nanjing, el Instituto de Conversión Energética de Guangzhou y la Universidad Técnica VSB de Ostrava, el equipo de LIKAT está demostrando ahora cómo puede aprovecharse eficazmente este complejo material vegetal. "En lugar de quemar la lignina, podemos convertirla en valiosos productos químicos", explica el Dr. Zhuang Ma, uno de los autores principales del estudio. "Nuestro proceso no requiere reactivos tóxicos y funciona en condiciones suaves", añade el profesor Xinmin Li, co-supervisor de este trabajo.
Los catalizadores monoatómicos lo hacen posible El núcleo de la innovación es un catalizador en el que los átomos de cobalto están anclados individualmente en una matriz de carbono. Estos catalizadores son extremadamente activos y permiten una conversión precisa y selectiva de la lignina. El proceso consta de dos pasos que pueden realizarse directamente en un recipiente de reacción: En primer lugar, la lignina se descompone en ácidos carboxílicos con ayuda de oxígeno. A continuación, éstos reaccionan con amoniaco o aminas para formar amidas aromáticas. De este modo se obtienen productos que en la actualidad todavía se obtienen mayoritariamente a partir de materias primas fósiles en un complejo proceso.
Gran rendimiento, incluso con madera auténtica El equipo fue capaz de obtener amidas aromáticas versátiles incluso a partir de astillas de madera de pino ordinarias, con un rendimiento cercano a los valores máximos teóricos. Además, el catalizador puede reutilizarse hasta seis veces sin perder su actividad. "Nuestra investigación sienta las bases para una producción verdaderamente renovable de importantes componentes químicos. Se trata de un paso importante hacia la química circular sostenible", afirma el profesor Jagadeesh Rajenahally.
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