Investigadores de la Universidad de Mainz y Evonik ha

Investigadores de la Universidad de Mainz y Evonik han desarrollado un método innovador para romper y oxidar enlaces dobles y triples en hidrocarburos.

Universidad Johannes Gutenberg de Maguncia

Las poliamidas están presentes en muchos productos diferentes, como cuerdas para montañismo, paracaídas de nailon y materiales para impresión 3D. Los ácidos dicarboxílicos se utilizan como componentes químicos de estas poliamidas. Sin embargo, su producción ha sido un desafío hasta la fecha porque los métodos actuales para generar ácidos dicarboxílicos a partir de hidrocarburos saturados o insaturados frecuentemente implican múltiples pasos, así como el uso de metales pesados ​​y ácidos fuertes, mientras que el consumo de energía y los costos relacionados son elevados. Además, el proceso suele provocar la liberación de óxidos de nitrógeno (NOx), que se encuentran entre los gases de efecto invernadero más problemáticos para el clima. Investigadores de la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz (JGU) y Evonik han desarrollado recientemente una forma respetuosa con el medio ambiente de producir ácidos (di)carboxílicos. Informan sobre esto en un artículo publicado recientemente en Nature Communications.

La electroquímica ofrece nuevas oportunidades

"Nuestra técnica es el primer proceso para fabricar los componentes básicos de las poliamidas a partir de compuestos petroquímicos e incluso ácidos grasos insaturados utilizando un enfoque bastante moderado", afirmó el profesor Siegfried Waldvogel, ponente de SusInnoScience – La química sostenible como clave para la innovación en recursos. -Ciencia eficiente en el Antropoceno: foco de investigación en la Universidad de Mainz. La nueva técnica implica un método electroquímico en el que los hidrocarburos con dobles o triples enlaces se transfieren a una celda de electrólisis llena de un disolvente. Luego se añade oxígeno, por lo que cuanto mayor sea la concentración de oxígeno, más eficiente será el proceso.

"Lo realmente fascinante de nuestro proceso es que es necesaria la intervención electroquímica tanto en el ánodo como en el cátodo", explicó Waldvogel. Mientras se crean radicales oxidativos en el ánodo, el oxígeno en el electrodo opuesto se reduce a aniones superóxido. Los radicales y los aniones superóxido se juntan en la solución y reaccionan para formar el producto deseado, el ácido carboxílico. Los investigadores han repetido el proceso con éxito tanto en celdas electrolíticas estándar como de flujo.

El proceso sólo requiere oxígeno, electricidad y compuestos de hidrocarburos.

Esta nueva técnica tiene muchas ventajas: ya no son necesarios metales pesados ​​ni ácidos fuertes y no se generan óxidos de nitrógeno. Los únicos materiales de partida necesarios son oxígeno, electricidad e hidrocarburos con dobles enlaces. Como no se crean subproductos y el disolvente se puede recuperar y reciclar, el proceso es muy rentable. "Se trata de un proceso innovador y menos perjudicial para la producción de ácidos carboxílicos, lo que supone una valiosa contribución para aquellos fabricantes que deseen sustituir los procesos perjudiciales para el clima por un enfoque ecológico", concluyó Waldvogel. El equipo de investigación está trabajando actualmente en una ampliación del proceso de laboratorio para que sea viable para uso comercial.

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