La creación de nuevos compuestos sintéticos suele ser un proceso complejo y de varios pasos que puede llevar años de investigación. Caleb D. Martin, Ph.D., profesor asociado en el Departamento de Química y Bioquímica de la Universidad de Baylor e investigador principal del Grupo de Investigación Martin, y su equipo han desarrollado un nuevo compuesto conocido como tris(orto-carboranil)borano o BoCb3. Sintetizado en un solo paso, este superácido de Lewis de última generación, que tiene aplicaciones en la producción de los plásticos más comunes, es más eficiente de producir, más seguro para el medio ambiente y podría ahorrar miles de millones de dólares en costos de fabricación.
Martin publicó los resultados en la edición del 22 de septiembre de 2023 de la revista Angewandte Chemie Edición Internacional (GDCh).
Cuando Martin se unió a Baylor, se quedó con algunos productos químicos del laboratorio del difunto químico de Baylor F. Gordon A. Stone, quien ocupó el cargo de Profesor Distinguido de Química Robert A. Welch, después de que Stone se jubilara. Entre estos productos químicos dejados por Stone estaba el ortocarborano, uno de los productos químicos utilizados por el equipo de Martin para fabricar BoCb.3. Stone fue uno de los 100 químicos más referenciados del mundo en el pináculo de su carrera. En 1963, Stone desarrolló un fuerte ácido de Lewis conocido como B(C6F5)3 que todavía se usa hoy en día en la producción de poliolefinas, que tuvo una participación de mercado global de $ 295 mil millones en 2021. Sin haber heredado el químico, Martin dijo que su grupo nunca habría probado esta idea innovadora para hacer el único ácido de Lewis.
«Mi investigación es la química orgánica e inorgánica sintética, en la que nos enfocamos en moléculas que pueden beneficiar a la sociedad o en las que los resultados son útiles para otros investigadores en el avance de sus investigaciones», dijo Martin.
¿Podría Martin mejorar el ácido de Lewis que Stone desarrolló hace unos 60 años? Aunque se ha intentado antes, nadie ha mejorado significativamente el proceso.
Los ácidos de Lewis son una parte esencial en la producción de poliolefinas. Conocido como el activador, la mezcla de un ácido de Lewis con un compuesto de zirconio o hafnio hace que sea activo para la polimerización de una olefina (doble enlace carbono-carbono) a poliolenos, que se pueden encontrar en una variedad de productos, incluidas bolsas de plástico y recubrimiento para cables, tuberías de acero y partes automotrices, solo por nombrar algunos.
Otros enfoques para hacer ácidos de Lewis fuertes han pasado por varios pasos intermedios que requieren mucho tiempo para llegar al producto final y requieren átomos de flúor dañinos para el medio ambiente que nunca se degradan en la naturaleza.
Su ruta para hacer BoCb3 utiliza un proceso simple de un solo paso y solo tres productos químicos disponibles comercialmente, «como hacer una comida en una sola olla», dijo Martin. Combinándolos, el resultado es un potente ácido de Lewis que es más fácil de hacer, produce menos residuos y es menos dañino para el medio ambiente, ya que no contiene halógenos, ni flúor ni cloro.
«Hacemos nuevos compuestos todo el tiempo», dijo Martin. «Sin embargo, es raro encontrar un compuesto único y útil a partir de solo tres cosas que puede pedir de un catálogo».
BoCb3 se encuentra ahora en la etapa de descubrimiento fundamental. Se ha presentado una patente provisional y su equipo está trabajando intensamente con tres grupos de investigación académicos en California, Alemania e Italia para comprender el alcance total de su reactividad y posibles aplicaciones comerciales.
«Aunque es pronto para saber el impacto total del BoCb3 tendrá, es muy fácil imaginar que esta tecnología será realmente atractiva para la industria petrolera», dijo Martin.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Universidad de Baylor. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
