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No importa si se trabaja con partículas nano o macro, al final se obtienen productos con rendimientos similares: María del Rocío Redón de la Fuente

29 de abril 2021.

Invitada dentro del programa Ciencia en Directo, auspiciado por El Colegio de Sinaloa, la Dra. María del Rocío Redón de la Fuente disertó la conferencia: Catálisis nano, macro. El fin es el mismo, el jueves 29 de abril a través de Zoom y Facebook Live.

En principio, la Dra. Redón explicó que un catalizador es aquel que nos ayuda a disminuir la energía de activación, haciendo posible que podamos obtener productos que de otra forma podrían obtenerse sin el catalizador. Expuso que tenemos catalizadores del tipo homogéneo, heterogéneo, enzimáticos y nanoestructurados, en estos últimos se centró la charla.

La investigadora explicó algunas de las características que tienen estos catalizadores. Primero, señaló que los catalizadores nano refieren que, al disminuir el tamaño, hay un aumento en el área al mismo volumen. Esto ayuda a los fenómenos de superficie, en particular a las catálisis, que puede llevarse a cabo de manera heterogénea; cabe agregar que ésta en general necesita de soportes.

Asimismo, se centró en el paladio, —al cual llamó el rey de los catalizadores cuando se llevan a cabo recciones de acoplamiento carbono a carbono—, siendo algunos de estos acoplamientos a través de reacciones Mizoroki-Heck o Suzuki-Miyaura.

Destacó que una parte muy importante para los catalizadores heterogéneos son los soportes. Sin los soportes, e independientemente si son materiales macrocristalinos o nano, los catalizadores pierden su área superficial y, por lo tanto, disminuye la catálisis; además, en el caso de los materiales nanoestructurados se precipita, se aglomeran las nanopartículas y entonces ya no hay reacciones catalíticas. Algunos ejemplos de soportes y disolventes son: surfactantes, nanotubos de carbono, carbón mesoporoso, y los tradicionales óxidos metálicos (el óxido de celio, aluminio, titanio, zinc), por mencionar algunos.

Uno de los mecanismos para explicar lo que sucede cuando tenemos catalizadores nanoestructurados es el “Cocktail Mechanism”, el cual involucra varios procesos en el mismo. Se le llama cocktail porque tiene tanto la parte heterogénea donde hay leaching (pérdida de catalizadores), como la parte homogénea donde puede o no haber leaching. Cabe agregar que, si no hay leaching obtenemos los productos finales sin mayor problema.

También indicó que en su proyecto con catalizadores nanoestructurados trabajó con nanopartículas cerovalentes de paladio, a las cuales les modificaron su síntesis a través de distintos procesos de reducción (ultrasonido, ultravioleta…) y variando los disolventes. Tomando en cuenta lo anterior, la científica cuestionó: ¿cómo se influencia esa catálisis por el tamaño y la forma? Explicó que para ello variaron la temperatura manteniendo el tiempo, llegando a la conclusión que en 120°C obtienen el mayor rendimiento; después, manteniendo esa temperatura variaron el tiempo concluyendo que con 10 hrs. se tiene el mejor rendimiento.  Agregó que “trabajando con estos tiempos y estas temperaturas, sí hubo variación dependiendo del disolvente y del reductor. Más allá de esto las que tienen mayor rendimiento son las que tienen dimetilformamida como disolvente, ya que estamos obteniendo los tamaños idóneos para mayores rendimientos”.

Algo importante que ha querido trabajar con su equipo es obtener esas nanopartículas en menor número de condiciones extraordinarias para bajar costos, porque la finalidad de estos catalizadores es que sean aplicables en la industria.

La Dra. Redón comparó compuestos organometálicos y los sometió a reacción tipo Susuki. Lo que le interesa transmitir es que “no importa si se trabaja con compuestos de tipo organometálicos (macro), como si estamos trabajando con nanopartículas (nano) o el intermedio, al final de cuentas lo que estamos obteniendo son productos con rendimientos similares”, señaló la investigadora.

En todos los casos anteriores, se obtienen las moléculas necesarias para productos de la industria química como antidepresivos, inhibidor para el asma, disminuir proliferación de células cancerosas, un herbicida, el naproxeno, entre otros. De la misma manera, se utiliza paladio negro para el tratamiento de Parkinson y Alzheimer. También como un potente inhibidor de transcriptasa inversa que sirva como retroviral en el VIH.

Al final de su conferencia, la Dra. María del Rocío Redón manifestó que elegir un catalizador en lugar de otro, recae en convencer al industrial, que siempre busca reducir costos por sus procesos de producción por toneladas.

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