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Catálisis de alta eficiencia con complejos de hierro

Generalmente la catálisis sintética utiliza elementos raros como el paladio, el platino y el rutenio. Unos científicos de un proyecto financiado por la Unión Europea utilizaron hierro como catalizador de alta eficiencia para la hidrogenación por transferencia asimétrica.
Catálisis de alta eficiencia con complejos de hierro
En la investigación de procesos catalíticos es muy habitual centrar la atención en el estudio del hierro, por su bajo coste y toxicidad respecto de otros metales de transición. Hasta el momento se han diseñado métodos de hidrogenación por transferencia asimétrica que utilizan hierro. No obstante, ciertas propiedades, como la velocidad de reacción y la selectividad son inferiores a las de los catalizadores de metales preciosos.

En el marco del proyecto financiado por la Unión Europea ASYMM.FE.SUSCAT (Sustainable asymmetric catalysis with iron), se prepararon complejos de hierro estables en la atmósfera adecuados para aminas de importancia biológica. Las aminas son los compuestos de mayor utilidad en química orgánica, muy aplicadas en la industria farmacéutica y agroquímica.

El complejo de Knölker se diseñó para la síntesis selectiva de aminas quirales y utiliza la metodología de autotransferencia de hidrógeno. Esta combina las ventajas de la hidrogenación por transferencia con otras transformaciones.

Durante la hidrogenación de transferencia, el complejo de hierro de ASYMM.FE.SUSCAT es muy estable y permanece inerte a diferentes temperaturas de reacción. Además, el proceso de hidrogenación es irreversible, provocando la inclinación total del equilibrio de la reacción hacia el producto.

Los científicos produjeron aminas quirales o mezclas racémicas con aminas enantiopuras y alcoholes con estereocentros adyacentes al ión hidroxilo o amidógeno. Específicamente, diferentes aminas quirales se alquilaron con alcoholes alifáticos con una producción de hasta un 90 %.

Otro resultado importante de ASYMM.FE.SUSCAT fue el uso de catalizadores a base de cobre en la hidrogenación del 5-hidroximetilfurfural obtenido a partir de biomasa y la síntesis de benzimidazoles a partir de diaminas aromáticas o nitroanilinas. El cobre demostró ser una buena alternativa a los metales preciosos.

Gracias a los nuevos métodos catalíticos será posible utilizar procesos de conversión limpios para obtener diferentes productos o compuestos químicos refinados. La diversidad estructural de los sustratos obtenidos a partir de la biomasa supone una dificultad, pero puede ser una gran oportunidad para comprender los procesos catalíticos con hierro y cobre.

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Palabras clave

Catálisis, complejos de hierro, hidrogenación por transferencia asimétrica, metales preciosos, ASYMM.FE.SUSCAT
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