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Madrid, 7 de abril de 2022




Un equipo de investigación de la UNED publica un artículo sobre la síntesis de los compuestos de gamma-lactamas que prueba la ‘ reciclabilidad’ de los catalizadores

En el estudio, la síntesis se obtuvo en una sola etapa de reacción y en ausencia de disolvente, lo cual es muy importante desde el punto de vista medioambiental. Además, el catalizador pudo ser reutilizado hasta cuatro veces, lo cual es una buena noticia porque la reciclabilidad es muy importante en el campo de la catálisis heterogénea.

La hipótesis de la investigación nació de que el equipo de la UNED había preparado unos catalizadores de nanotubos de carbono funcionalizados con grupos amino, con carácter básico, que habían sido muy activos en la reacción de condensación de Knoevenagel. “Se trata de una reacción de formación de enlaces carbono-carbono fundamental en Síntesis Orgánica. Pensamos que, si estos materiales eran capaces de abstraer el protón del reactivo en dicha reacción, quizás también podrían hacerlo con el reactivo implicado en la reacción de formación de enlaces C-N para obtener una determinada gamma-lactama”, explica María Luisa Rojas Cervantes, catedrática de Química Inorgánica de la UNED, una de las autoras del artículo junto a Niurka Barrios Bermúdez y Arisbel Cerpa Naranjo y otros autores.

Este artículo resulta relevante en su ámbito de investigación porque las gamma-lactamas son una serie de compuestos orgánicos que contienen anillos nitrogenados y forman parte de muchos productos naturales y no naturales, que cubren un amplio rango de aplicaciones biológicas y médicas. “También son muy útiles como productos intermedios en reacciones de síntesis de otros compuestos.


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Por tanto, el investigar en la síntesis de estas gamma-lactamas mediante una ruta alternativa a las existentes, nos pareció de gran interés científico”, observa la investigadora.

Rojas Cervantes considera que los resultados alcanzados fueron “bastante buenos”. “No se consiguió obtener el 100% de selectividad. Es decir, que además del producto de la gamma-lactama que íbamos buscando, también se formaban otros dos productos diferentes. Sin embargo, el rendimiento que se obtuvo hacia la gamma-lactama fue bastante alto, de un 60% con uno de los catalizadores a las tres horas y una temperatura de reacción de 120 ºC, y de casi el 50% con los otros dos en el mismo tiempo de reacción. Además, probamos la reciclabilidad del catalizador, observando que su actividad apenas disminuía después de cuatro ciclos de reacción”.

Los resultados de la investigación son relevantes por varias razones. Según explica la investigadora, la primera de ellas es que la mayoría de la literatura existente sobre la síntesis de estos compuestos de gamma-lactamas se basa en reacciones homogéneas de compuestos orgánicos en múltiples etapas en presencia de disolventes y en los que, muchas veces, se usan condiciones de reacción drásticas, o bien están catalizadas por compuestos de metales de transición que son muy caros. “Por tanto, en nuestra investigación, además de realizarse la síntesis en una sola etapa de reacción, hemos trabajado en condiciones más suaves de reacción y en ausencia de disolvente, lo cual es muy importante desde el punto de vista medioambiental. Y algo muy interesante es la posibilidad de reciclar el catalizador. Porque si un catalizador no es reciclable, eso implica que solo lo puedes utilizar una vez en la reacción, lo que supone un gasto adicional al tener que preparar más cantidad del mismo”.

La reciclabilidad es uno de los aspectos más importantes en el campo de la catálisis heterogénea, y en esta investigación se ha probado que el catalizador puede ser reutilizado hasta cuatro veces.

Otro de los resultados interesantes del trabajo es, explica la profesora que, aunque se ha preparado una única gamma-lactama, este procedimiento podría extenderse más allá si se cambia el aldehído o el heterociclo de partida, pudiendo sintetizar así una amplia gama de compuestos químicos con un gran potencial para ser ampliamente usados en varias industrias, fundamentalmente, farmacéuticas.

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