Investigadores del Instituto Catalán de Investigación Química han desarrollado un catalizador de níquel que transforma mezclas de hidrocarburos y CO2 en compuestos con gran valor industrial: los ácidos grasos. El proceso es sostenible y respetuoso con el medioambiente por partida doble: funciona a temperatura y presión atmosféricas y, además, sirve para reciclar el dióxido de carbono, contribuyendo así a reducir este gas de efecto invernadero.
Los ácidos grasos son clave en numerosos procesos industriales como la fabricación de jabones, plásticos (como el nylon) y tintes. Algunos expertos estiman que el mercado de estos compuestos puede alcanzar los 20 000 millones de dólares en pocos años.
Los métodos clásicos para sintetizar ácidos grasos utilizan reactivos tóxicos y peligrosos como el monóxido de carbono (el famoso ‘asesino silencioso’). Existen alternativas que producen ácidos grasos a partir de productos naturales, pero suelen dar mezclas muy difíciles de purificar.
Ahora, un equipo liderado por el profesor ICREA Rubén Martín, del Instituto Catalán de Investigación Química (ICIQ), ha preparado un nuevo catalizador de níquel que resuelve los dos problemas a la vez. En concreto, consigue sintetizar ácidos grasos puros a partir de hidrocarburos y CO2, mucho menos tóxico que el monóxido de carbono.
De esta forma, mezclas sin refinar de hidrocarburos, olefinas, y otros derivados del petróleo podrán convertirse fácilmente a ácidos grasos. Además, los investigadores descubrieron que la selectividad de la reacción puede regularse con la temperatura. Cuando varía la temperatura, el níquel se desliza por la cadena del hidrocarburo. Con temperaturas frías, el níquel incorpora el CO2 cerca de los extremos de la cadena y viceversa.
Los investigadores observan uno de los catalizadores ‘verdes’ de níquel que han sintetizado. / © ICIQ
“Esta química nos permite obtener ácidos grasos usando hidrocarburos, muy accesibles, y CO2, un gas seguro y prácticamente ilimitado. Además, las condiciones son extremadamente suaves”, explica Rubén Martín, que añade: “Este nuevo método consigue que el CO2 se incorpore en sitios específicos de las moléculas de hidrocarburos manteniendo su estructura, incluso manteniendo la quiralidad”.
Una revolución en la síntesis de ácidos grasos
“Combinar hidrocarburos y CO2 con un catalizador de níquel, un metal muy abundante en la corteza terrestre, es una revolución en la síntesis de ácidos grasos,” comenta Francisco Juliá, primer autor del artículo, que se publica esta semana en la revista Nature.
“Los métodos actuales necesitan usar monóxido de carbono, muy tóxico, y catalizadores de metales preciosos, muy caros y escasos; sin embargo, nuestra metodología es más ‘verde’ y más sostenible, y además es mucho más económica,” concluye el investigador.
El equipo de Rubén Martín preparó, para demostrar la eficacia de su tecnología, varios productos de interés como precursores del nylon y derivados del colesterol. Esta innovadora línea de investigación recibió en 2015 un proyecto Proof of Concept del European Research Council (ERC). Recientemente, el ICIQ ha solicitado una patente europea para proteger esta tecnología y poder licenciarla a empresas químicas en un futuro cercano.
Referencia bibliográfica:
Francisco Juliá-Hernández, Toni Moragas, Josep Cornella y Ruben Martin. "Remote carboxylation of halogenated aliphatic hydrocarbons with carbon dioxide". Nature, mayo de 2017.
Solo para medios:
Si eres periodista y quieres el contacto con los investigadores, regístrate en SINC como periodista.
La Real Academia Sueca de las Ciencias ha concedido la mitad de este galardón al bioquímico estadounidense David Baker por diseñar desde cero nuevas proteínas mediante su programa RoseTTAFold. La otra mitad la comparten el británico Demis Hassabis y el también estadounidense John M. Jumper, ambos de la empresa DeepMind de Google, que lograron predecir las estructura proteicas con IA.
Un estudio internacional con participación del CSIC ha demostrado que reemplazar un solo átomo en posiciones estratégicas de la secuencia genética puede revertir su dirección de rotación. Según los autores, el hallazgo podría convertirse en una importante diana terapéutica al desempeñar un papel importante en diversos procesos biológicos.
