Investigadores de la UNL y Conicet ensayan procesos amigables con el medio ambiente para la síntesis de sustancias químicas usadas en cosmética y productos farmacéuticos. De acuerdo con los ensayos realizados en los laboratorios del Instituto de Investigación en Catálisis y Petroquímica, al utilizar catalizadores sólidos en el proceso se lograron rendimientos similares a los que obtiene la industria con catalizadores líquidos. La ventaja radica en que una vez terminadas las reacciones, es posible recuperar las sustancias sólidas empleadas como catalizadores en vez de liberarlas al medio.

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“Trabajamos las dos etapas de este proceso tratando de reproducir los rendimientos obtenidos en los procesos comerciales que son eficientes porque logran niveles y selectividades muy altos, pero tienen en contra el problema ecológico y ambiental que acarrean”, explicó a InfoUniversidades la investigadora Verónica Díez. “A veces, es preferible tener un rendimiento más bajo con un catalizador sólido que es fácil de separar, recuperable del medio de reacción, que tener un 100% de rendimiento con algo que es muy agresivo para el ambiente”, completó.

Química fina: iononas

El grupo trabajó sobre la síntesis de tres compuestos químicos finos: las iononas. Uno es un intermediario clave para la producción de vitamina A sintética y, por ello, es valorado en la industria farmacéutica. Las otras dos son apreciadas por sus reminiscencias a violetas. “Uno de los aromas tiene reminiscencia a violetas y el otro es más frutal y amaderado”, describió la investigadora.

Estas sustancias se sintetizan en un proceso que consiste en dos etapas, en las que en la actualidad se emplean catalizadores líquidos. “En el primer paso se utilizan bases líquidas, como el hidróxido de sodio o el hidróxido de potasio. El problema con estas sustancias es que son corrosivas y contaminantes y se liberan al ambiente porque es muy difícil recuperarlas una vez completa la reacción. Al no ser fáciles de separar, se desechan”, detalló Díez.

En el segundo paso, en vez de bases se utilizan ácidos líquidos muy fuertes, como el ácido concentrado o el ácido fosfórico. Se emplean diferentes ácidos según cuál de las sustancias se desee obtener en mayor cantidad. También en este caso se liberan al medio los catalizadores líquidos.

Menos contaminante

Para disminuir el impacto ambiental y mantener los altos rendimientos, los investigadores ensayaron distintos catalizadores sólidos para cada una de las etapas: “Para la primera etapa empleamos catalizadores basados en óxido de magnesio promovido con diferentes metales alcalinos. Los mejores resultados se obtuvieron sobre los catalizadores de óxido de magnesio promovidos con distintas cantidades de litio. Sobre estos materiales se obtuvieron rendimientos a pseudoiononas que variaron entre el 85 y el 93%”.

Para la segunda etapa del proceso, usaron catalizadores ácidos preparados, soportando ácidos fuertes como el tungstofosfórico y el ácido tríflico sobre sílice. La investigadora señaló que “en esta etapa se obtuvieron rendimientos a iononas muy altos y comparables con los del proceso que emplea catalizadores líquidos. Así, el mejor rendimiento a iononas, del orden del 80%, fue alcanzado sobre un catalizador de ácido tungstofosfórico soportado sobre sílice”.

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El proceso también fue optimizado a partir de la consideración de otras variables, como la temperatura y el tiempo de reacción. “Hemos obtenido buenos resultados con rendimientos muy altos a escala de laboratorio”, aclaró Díez y agregó: “Es más fácil a nivel industrial usar los catalizadores líquidos y luego desecharlos, pero las tendencias en el mundo apuntan a hacer a la tecnología y la industria más amigables con el medio ambiente”.