Un grupo de investigadores del Instituto de Tecnología Química (ITQ), una colaboración entre el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat Politècnica de Valencia (UPV), ha desarrollado un innovador método para fabricar plásticos, productos farmacéuticos y detergentes sin el uso de metales ni disolventes tóxicos. Recientemente patentado, el método se centra en la epoxidación de alquenos mediante solo oxígeno o aire, sin necesidad de catalizadores, y ha sido publicado en la revista Nature Communications, según un comunicado del CSIC.
La epoxidación de alquenos es una reacción crucial en la industria química, en la que los alquenos, compuestos orgánicos de carbono e hidrógeno, se convierten en epóxidos. Estos son esenciales para la producción de plásticos, resinas epoxi, productos farmacéuticos, detergentes, fragancias y sabores, entre otros.
Antonio Leyva Pérez, investigador del CSIC en el ITQ y coautor del estudio, explica que los alquenos son similares a piezas de Lego, formados únicamente por carbono e hidrógeno con un doble enlace que es su punto más reactivo. La epoxidación introduce un átomo de oxígeno transformándolos en epóxidos, compuestos muy reactivos y versátiles que son fundamentales para diversas reacciones químicas.
Tradicionalmente, los epóxidos se obtenían mediante epoxidación catalítica, que requiere metal y peróxido de hidrógeno. Sin embargo, el método desarrollado por el ITQ permite la producción de epóxidos sin catalizadores, con rendimientos elevados y una selectividad del 90%.
Este nuevo enfoque emplea diferentes métodos: usando aire a presiones moderadas, con contacto directo y espontáneo con el aire a temperatura ambiente, o aplicando oxígeno con calor. Estas técnicas, realizadas en un matraz común, aumentan la producción al permitir que los alquenos reaccionen con el oxígeno.
Según Judit Oliver, investigadora del CSIC, el proceso reduce los costos de producción en más del 50% al eliminar la necesidad de agua oxigenada, aditivos y disolventes adicionales, lo que lo hace más sostenible. Además, es un método sencillo que solo requiere alqueno puro y aire u oxígeno, y es aplicable a distintos tipos de alquenos, incluidos los derivados de biomasa.
Susi Hervàs Arnandis, investigadora predoctoral del ITQ, resalta que este método puede integrarse en procesos químicos comunes y simplifica la síntesis de compuestos al combinar todos los reactivos en un solo paso. Esto facilita su escalado industrial, ya que se reducen etapas y se utilizan equipos más simples, alcanzando un proceso más seguro y económico.
El trabajo se llevó a cabo en el Grupo de Catálisis para Reacciones Orgánicas Sostenibles del ITQ, como parte de la tesis de Susi Hervàs Arnandis, dirigida por Judit Oliver Meseguer y Antonio Leyva Pérez. Francisco Garnes Portolés y Silvia Rodríguez Nuévalos, exmiembros del grupo de investigación, también contribuyeron como coautores al estudio, protegido por la patente registrada con el número P202430625.
