Un equipo de la Universitat Politècnica de València (UPV), en colaboración con la Universidad de la Laguna a través del investigador David Díaz Díaz, ha desarrollado una nueva metodología que, imitando la fotosíntesis de las plantas, permite obtener de forma más eficiente, limpia y económica compuestos químicos utilizados en la industria alimentaria, farmacéutica o petrolífera, entre muchos sectores. Este trabajo, publicado en la revista ACS Applied Materiales & Interfaces, supone una “importante contribución y abre una innovadora vía” en el campo de la síntesis orgánica.
“En la fotosíntesis, las plantas y otros organismos convierten la energía solar en energía química. En este sentido, la naturaleza ha normalizado inteligentemente estos procesos fotoquímicos utilizando la luz visible en microambientes aeróbicos y confinados. En este trabajo, aquello que hemos conseguido es imitar este proceso natural siguiendo el esquema en Z de la fotosíntesis y aplicarlo en el campo de la síntesis orgánica. Para lo cual, hemos desarrollado una estrategia fotocatalítica que incluye luz visible, condiciones aeróbicas y el uso de hielos supramoleculares como medios confinados, imitando a las membranas, reflejando un escenario similar a la naturaleza y abriendo el camino a una producción más eficiente, rápida, barata y verde de compuestos químicos orgánicos”, destaca Raúl Pérez, investigador del Departamento de Química de la UPV, contratado con fondo del Programa para el apoyo a personas investigadoras con talento (Plano Gente-CIDEGENT) de la Generalitat Valenciana.
La utilización de hielos supramoleculares como medios de reacción permite no solo llevar a cabo transformaciones fotoquímicas en condiciones aeróbicas, sino también acelerar la reacción y, en último término, la síntesis del material. “Los hielos actúan como *fotonanorreactors, de forma que, para la síntesis, en vez de 24 horas, se requieren tan solo 4, con el consiguiente ahorro energético y económico”, explica Raúl Pérez.
Para validar esta nueva metodología, el equipo de la UPV ha trabajado en la síntesis de fosfonatos, compuestos orgánicos ampliamente utilizados en varios campos científicos como, por ejemplo, en el tratamiento de aguas, sistemas de desalinización, industria textil e incluso en el campo de la medicina y de los materiales.
“Nosotros nos hemos centrado en la síntesis de fosfonatos de heteroarenos de cinco miembros. Hoy en día, los métodos tradicionales que existen para obtenerlos requieren de una serie de condiciones que hacen de este un proceso complejo. En este trabajo, hemos desarrollado una metodología alternativa en condiciones muy suaves, empleando un *fotocatalizador orgánico comercial e imitando lo *microambiente de las células para poder hacer este tipo de síntesis. Es una estrategia nueva, no estudiada hasta el momento para la obtención de estos compuestos y que permite sintetizar nuevos productos con un gran rendimiento y de forma mucho más verde”, incide Raúl Pérez.
Este estudio se enmarca además en la tesis doctoral de Jorge C. Herrera, investigador del Departamento de Química de la Universitat Politècnica de València y en él han participado también la investigadora de este mismo departamento, M. Consuelo Jiménez Molero, y David Díaz, de la Universidad de la Laguna.
Referencia:
Jorge C. Herrera-Luna, David Díaz Díaz, M. Consuelo Jiménez and Raúl Pérez-Ruiz. Highly Efficient Production of Heteroarene Phosphonates by Dichromatic Photoredox Catalysis. ACS Applied Materiales & *Interfaces 2021 13 (41), 48784-48794. DOI: 10.1021/acsami.1c14497
