¿La clave del futuro sostenible de la industria química?

El primer modelo industrial del mundo de un sistema de síntesis de flujo a la carta

25.11.2022 - Japón

Actualmente se sintetizan varios productos químicos, como polímeros e intermedios farmacéuticos, con fosgeno como precursor o materia prima. Sin embargo, el fosgeno es muy tóxico y su uso plantea riesgos de seguridad. Por ello, se demanda el desarrollo de nuevos métodos y sustitutos que sustituyan al fosgeno. En colaboración con la industria, el grupo de investigación del profesor asociado TSUDA Akihiko, de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Kobe, se ha convertido en el primero del mundo en desarrollar con éxito un nuevo sistema de síntesis de flujo a la carta que utiliza el cloroformo como precursor. Con este sistema, pudieron sintetizar productos químicos derivados del fosgeno. Además, lograron una alta tasa de conversión (más del 96%), sintetizando estos útiles compuestos en un corto periodo de tiempo (un minuto o menos de exposición a la luz). El sistema tiene múltiples ventajas; es seguro, barato y sencillo, con un bajo impacto en el medio ambiente. Puede utilizarse para sintetizar diversos productos químicos, que puede producir continuamente en grandes cantidades. Los investigadores esperan que este sistema pueda ampliarse hasta convertirse en un sistema modelo de producción industrial en un futuro próximo.

Las patentes de este sistema se presentaron en Japón en febrero de 2021 y a nivel internacional en enero de 2022. Tras el anuncio de la patente en agosto de 2022, el artículo académico relacionado se publicó en línea en Organic Process Research & Development (OPR&D) el 11 de noviembre de 2022.

Puntos principales

A partir del disolvente orgánico común cloroformo y del alcohol disponible en el mercado, los investigadores sintetizaron con éxito productos farmacéuticos intermedios y polímeros a una tasa altamente eficiente (más del 96%) y en un corto período de tiempo (un minuto o menos de exposición a la luz).
Demostraron que es posible la producción continua, lo que no puede hacerse con los sistemas convencionales por lotes.
En 2 horas, sintetizaron con éxito hasta diez gramos de productos químicos (y esto se puede ampliar)
Sintetizaron 10 tipos de carbonatos funcionales y 3 tipos de policarbonatos como ejemplos.
Mejora de la seguridad en comparación con el método estándar de producción de fosgeno (una fuerte reacción exotérmica de monóxido de carbono y gas cloro que utiliza un catalizador de carbono). El cloroformo utilizado como precursor en el nuevo método es fácil de almacenar con seguridad y la reacción química puede controlarse mediante la exposición a la luz.
El subproducto de este nuevo método es principalmente cloruro de hidrógeno (neutralizado por el álcali), por lo que la suciedad no se acumula en el interior del aparato del sistema. La menor necesidad de limpiar el interior disminuye el impacto medioambiental y reduce los costes.
El sistema consigue una producción continua sin el uso adicional de disolventes orgánicos.
Se espera que este nuevo sistema de reacción química contribuya de forma significativa al avance hacia sociedades neutras en carbono y sostenibles.

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