Alternativa más segura para una reacción explosiva
La industria química lleva más de 100 años utilizando una reacción con productos químicos explosivos; ahora los científicos han descubierto una alternativa más segura
Explosiones e intoxicaciones. Lesiones graves e incluso muertes. En la historia de la industria química se han producido repetidos accidentes, a veces mortales, causados a menudo por sustancias químicas peligrosas y explosivas que son necesarias para determinadas reacciones.
Las sales de arildiazonio, que se utilizan desde hace 140 años, son una de esas sustancias químicas. Son muy reactivas y, por tanto, muy útiles para producir otros compuestos, como colorantes. Sin embargo, su alta reactividad hace que las sales de arilidiazonio aisladas no sean muy estables, por lo que pueden reaccionar de forma involuntaria y, en ocasiones, explosiva. El 23 de diciembre de 1969 se produjo una explosión especialmente grave de este tipo de sustancias químicas en la empresa Ciba AG de Basilea. Un edificio quedó destruido y pesadas piezas del reactor volaron por los aires. Tres trabajadores perdieron la vida y 31 resultaron gravemente heridos. A pesar de estos terribles informes, se sigue trabajando con sales de arilidiazonio.
Un equipo dirigido por el Prof. Dr. Tobias Ritter, director del Max Planck Institute for Kohlenforschung, ha conseguido que la arriesgada química con sales de arildiazonio sea mucho más segura. El Protocolo de Mülheim no sólo hace menos peligroso el uso de estos compuestos, sino que también abre potencialmente oportunidades para el desarrollo de nuevas reacciones.
"Normalmente, el uso de sales de diazonio se realiza en dos pasos: primero se aísla o acumula la sal de diazonio, que es peligrosa, y luego se convierte en el producto deseado en un segundo paso. En nuestro proyecto, combinamos los dos pasos de la síntesis y llegamos al producto deseado sin acumular la sal de diazonio, lo que reduce considerablemente el riesgo de explosión", explica Tim Schulte, estudiante de doctorado del grupo de Tobias Ritter.
Tradicionalmente, las sales de arildiazonio se sintetizan a partir de anilinas con ácido nitroso, o con compuestos de nitrito, una reacción que ha experimentado pocas innovaciones a lo largo de los años. La reacción debe llevarse a cabo a bajas temperaturas (por debajo de 5 °C) porque las sales de arildiazonio son inestables a temperaturas más elevadas. Sin embargo, Javier Mateos, investigador postdoctoral del grupo, y Tim Schulte han descubierto un nuevo método que permite la presencia de diferentes nucleófilos en la mezcla de reacción.
La nueva estrategia se basa en el uso de un proceso natural, la reducción de nitratos, que se lleva a cabo en las plantas. Los investigadores consiguieron imitar el proceso natural en un tubo de ensayo y combinarlo con la química del aril diazonio para desarrollar un método de síntesis más seguro. De este modo, se pueden evitar las mencionadas limitaciones asociadas a los métodos tradicionales, como la sensibilidad a la temperatura y la necesidad de ácidos fuertes.
Como los investigadores combinan varios pasos en su nuevo protocolo, no se producen grandes concentraciones de la peligrosa sustancia. Y eso no es todo lo que descubrieron los científicos de Mülheim: "Para nuestro método de síntesis utilizamos sustancias químicas que se emplean en grandes cantidades en las industrias de fertilizantes y combustibles y que, por tanto, son baratas", explica Tim Schulte. Esto podría hacer que la ruta de síntesis resultara muy interesante para las empresas de la industria química, ya que supone menores costes de producción.
"En realidad, la solución al problema podría haberse encontrado hace 100 años, pero la reacción tal y como se ha descubierto ahora probablemente no se habría planificado de la misma manera", afirma Tobias Ritter. "La combinación de sustancias químicas que finalmente produce buenos resultados se descubrió por casualidad mientras trabajábamos en otro proyecto", revela Javier Mateos. Aunque los reactivos utilizados se conocen desde hace mucho tiempo, hasta ahora se había pasado por alto su potencial para la química del diazonio.
El nuevo método también es apasionante desde el punto de vista científico, ya que ahora se pueden llevar a cabo nuevas aproximaciones químicas que no serían posibles con el método clásico debido al alto riesgo de explosión y a la inestabilidad de las conexiones.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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