Nuevas estrategias para la valorización del CO2
Hoy en día, el carbono tiene mala fama, ya que, al poner la C en CO2, se asocia con mucha frecuencia con las emisiones responsables del cambio climático. Pero esto no es del todo justo. «El carbono es tan importante para muchos ámbitos diferentes que existe toda una rama de la química dedicada a este compuesto: la química orgánica», comenta Arjan Kleij, investigador en la Institución Catalana de Investigación y Estudios Avanzados y el Instituto Catalán de Investigación Química (ICIQ). Para pensar «fuera de la caja de los combustibles fósiles», Kleij, que contó con el apoyo del proyecto PHOTOCARBOX, financiado con fondos europeos, lideró una investigación para ampliar las reacciones químicas disponibles utilizando el dióxido de carbono como fuente de carbono. «Esto permitiría a la industria química fabricar productos químicos finos y a granel de alto valor y, al mismo tiempo, reducir el CO2 atmosférico —explica Kleij—. También situaría a la Unión Europea como líder mundial en síntesis química verde sostenible».
La importancia de la flexibilidad en la investigación
El objetivo principal del proyecto, que se llevó a cabo con el apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie, era concebir nuevas reacciones estereoselectivas fotocatalizadas eficientes. «Al usar CO2 como reactivo, esperábamos desarrollar nuevas estrategias para la valorización del CO2», agrega Kleij. Pero, como suele pasar en la investigación científica, las cosas no salieron tal y como estaba previsto. Si bien los investigadores lograron convertir el CO2 en algunos productos interesantes, al final, el método resultó infructuoso. Por ello, el equipo se centró en otros procesos de formación de enlaces químicos en los que podrían aprovechar su experiencia en el campo de la fotocatálisis. «Por suerte, este planteamiento fue muy útil —observa Kleij—. En esencia demuestra que las ideas y los métodos alternativos pueden ser tan valiosos como los iniciales y destaca la importancia de la flexibilidad en la investigación básica».
Valor a largo plazo
Con este nuevo planteamiento, el equipo proyecto desarrolló una innovadora estrategia de catálisis Co/fotorredox. La catálisis fotorredox es una rama de la fotoquímica que utiliza la transferencia de un único electrón para controlar y ampliar las reacciones químicas basadas en catalizadores metálicos. Los investigadores emplearon esta estrategia y diseñaron nuevas reacciones de formación de enlaces carbono-carbono estereocontroladas parecidas a las reacciones que se propusieron desarrollar al inicio. Los investigadores también cartografiaron por completo todos los detalles mecanicistas de las reacciones, una información que se ha compartido con otros investigadores para que la puedan emplear en su trabajo. Al hablar de la investigación en curso, Kleij y su equipo ya están usando la química Co/fotorredox para examinar otros tipos de formaciones de enlaces carbono-carbono, incluso para crear estereocentros de carbono con congestión estérica que, por lo general, se encuentran en compuestos naturales. «Estoy muy orgulloso de que hayamos descubierto patrones de reactividad totalmente nuevos que ya se están utilizando en el laboratorio», comenta Kleij. «Esto demuestra el valor a largo plazo del proyecto y su repercusión, presente y futura».
El trabajo también beneficia a los investigadores
El proyecto PHOTOCARBOX no solo mejoró la comprensión científica de las formaciones de enlaces carbono-carbono, sino que además contribuyó al progreso de las carreras de los científicos participantes. Por ejemplo, un becario posdoctoral está buscando un nuevo puesto científico y financiación adicional del Consejo Europeo de Investigación. Además, Kleij afirma que el proyecto representa un hito para su grupo de investigación en el ICIQ. «Gracias al apoyo de la financiación de la UE, ahora podemos usar más herramientas para ayudar a sintetizar compuestos complejos, un trabajo que amplía de forma notable nuestros conocimientos especializados en el campo», concluye Kleij.
Palabras clave
PHOTOCARBOX, carbono, dióxido de carbono, química orgánica, química, industria química, productos químicos, catálisis fotorredox
