Un equipo investigador de la Universidad de Valladolid (UVa) ha conseguido avances, a través de un trabajo experimental, en uno de los procesos en los que se emplean catalizadores de paladio con hidrocarburos. La catálisis tiene importancia para la industria, desde el punto de vista económico, porque reduce el consumo de energía, y también ambiental, porque genera menos subproductos indeseados y facilita procesos más verdes.
Según apuntan desde la Universidad en un comunicado difundido por Ical, nueve de cada diez procesos nuevos que se implantan en la industria emplean esta técnica. Diferentes equipos científicos en todo el mundo trabajan para mejorar el conocimiento en torno a la catálisis. Los complejos en los que está presente el paladio, el elemento número 46, juegan un papel importante en esta búsqueda investigadora. No en vano, estos complejos están presentes en la producción de fármacos, cosméticos o en la industria alimentaria, esto es, de productos de alto valor añadido.
El grupo de investigación Catálisis y Polímeros, del Instituto Universitario Cinquima de la UVa, ha conseguido demostrar cómo se rompe un enlace fundamental en la catálisis de determinados compuestos unidos a paladio. "Desde hace unos quince años, los ligandos cooperativos unidos al paladio se usan en muchas reacciones de acoplamiento de hidrocarburos con éxito, y diferentes autores habían establecido una hipótesis para explicar por qué funcionaban tan bien, pero estaban basadas en cálculos computacionales. Nosotros hemos proporcionado una demostración experimental que aporta una prueba sólida e inequívoca de cómo se rompe el enlace C-H", explica Ana Carmen Albéniz, catedrática de Química Inorgánica e investigadora principal del estudio, que se ha sido publicado en la revista científica 'Chemical Science'.
En síntesis química, un acoplamiento consiste en una reacción en la que se unen dos fragmentos químicos mediante la formación de un nuevo enlace. El enlace C-C (carbono-carbono) es el más habitual. "Del mismo modo que construimos un puzle con piezas separadas, en síntesis formamos una molécula complicada uniendo entidades más pequeñas entre sí mediante enlaces entre átomos", ejemplifica Albéniz en un comunicado difundido por Ical.
En estos acoplamientos actúa el catalizador rompiendo enlaces previos y formando el enlace C-C. En el acoplamiento C-H (carbono-hidrógeno), al menos uno de los dos fragmentos procede de un hidrocarburo. Esto permite obtener el compuesto objetivo de forma más directa y en un menor número de pasos desde las materias primas de la industria química. En este punto, el equipo del IU Cinquima ha introducido un complejo específico de paladio que es capaz de romper enlaces C-H y ha estudiado su mecánica para conocer cómo se produce la reacción. "Hemos observado que estos complejos pueden ser muy selectivos y formar un solo producto eficazmente", resume la catedrática.
Los resultados en el desarrollo de catalizadores para la transformación de hidrocarburos del equipo científico de la Universidad de Valladolid tienen aplicación en el diseño de rutas de síntesis de fármacos y otros compuestos de interés en el ámbito de la industria de química fina.