Un avance que podría conducir una producción química más barata y sostenible de acrilato

Investigadores de Brown y Yale han mostrado una nueva tecnología que puede usar el exceso de dióxido de carbono para producir acrilato, un valioso producto químico que participa en la fabricación de casi todo, desde prendas de poliester a pañales desechables.

Las compañias químicas generan miles de millones de toneladas de acrilato cada año, normalmente mediante el calentamiento de propileno, un componente derivado del petróleo crudo. Lo interesante es mejorar tanto la economía como la sostenibilidad del proceso de creación del acrilato. Ahora mismo, todo el proceso parte de fuentes de carbono no renovables y relativamente caras.

Desde 1980, los investigadores han estado buscando la posibilidad de crear acrilato combinando dióxido de carbono con un gas llamado etileno en presencial de níquel y otros catalizadores metálicos. El CO₂ es esencialmente gratis y algo que actualmente abunda en el planeta. El etileno es más barato que el propileno y puede hacerse a partir de biomasa.

Sin embargo, han existido tres obstáculos persistentes para este enfoque. En lugar de formar la molécula de acrilato, el CO₂ y el etileno tienden a formar una molécula precursora con un anillo de cinco miembros hecho de oxígeno, niquel y tres átomos de carbono. Con el fin de terminar la conversión a acrilato, es necesario romper el anillo para permitir la formación de enlaces dobles carbono-carbono, en un proceso llamado eliminación.

Este paso ha resultado difícil de alcanzar, pero los investigadores han mostrado una clase de productos químicos llamados ácidos de Lewis que pueden romper facílmente dicho anillo de cinco miembros, permitiendo a la molécula, la eliminación y la formación del acrilato. Los ácidos de Lewis son básicamente aceptores de electrones. En este caso, el ácido roba electrones que constituyen el enlace entre níquel y oxígeno en el anillo. Eso debilita el enlace y abre el anillo.

A partir de aquí, el equipo necesita ajustar la fuerza del ácido de Lewis usado. Para probar el concepto, usaron el ácido más fuerte que estuviera fácilmente disponible, uno derivado del Boro. Pero dicho ácido es demasiado fuerte para usarse repetidamente en un proceso catalítico porque enlaza demasiado fuertemente al producto de acrilato como para permitir reacciones adiccionales con el catalizador de níquel. Existe un amplio espectro de ácidos de Lewis según su potencia, así pues los investigadores confían en que alguno podrá funcionar.

Via Brown