Han sintetizado un polímero coordinado de hierro con un derivado de ácido nicotínico

El químico de la RUDN (España) ha sintetizado un polímero de coordinación tridimensional de hierro (II), el primer compuesto de coordinación de hierro ensamblado a partir de ácido nicotínico H2cpna sustuido. Este compuesto se puede usar en la producción de catalizadores necesarios para la funcionalización oxidativa de hidrocarburos saturados, un proceso que es necesario en el procesamiento del aceite. El artículo fue publicado en Crystals.

Usando polímeros de coordinación, se desarrollan los materiales para el almacenamiento de gas, la separación de mezclas complejas. Pueden ser utilizados como conductores debido a sus características estructurales: los puentes inorgánicos  y puentes orgánicos conjugados conducen corriente eléctrica. A escala industrial, los polímeros de coordinación se usan como colorantes. Dependiendo del átomo de metal en el polímero, se obtienen los tintes de diferentes tonos. Los polímeros de coordinación también se pueden utilizar como catalizadores efectivos para varios procesos químicos, que incluyen la funcionalización de los hidrocarburos para producir productos de valor añadido.

Los polímeros de coordinación son compuestos que consisten en un átomo de metal y sus ligandos orgánicos circundantes. Suelen ser más estables que la materia orgánica pura. El químico de la RUDN Alexander Kirillov utilizó el derivado del ácido nicotínico (H2cpna) como un componente básico en la síntesis, y los átomos de hierro desempeñaron el papel del centro metálico. El ácido nicotínico sustituido puede actuar como un ligando: contiene un anillo de fenilo y un anillo de piridina, que están unidos por un grupo etéreo funcional.

(Foto: RUDN)

Para sintetizar el polímero, la reacción se llevó a cabo en condiciones hidrotérmicas entre sulfato de hierro (II) en agua y H2cpna a 160ºC. La síntesis duró tres días. Para confirmar la estructura y las características de la sustancia obtenida, se utilizaron análisis de difracción de rayos X y otros métodos.

Se investigó la actividad catalítica de la sustancia para reacciones varias. Alexander Kirillov de la Universidad RUDN condujo la oxidación y la carboxilación de propano y alcanos cíclicos (hidrocarburos saturados cerrados en un ciclo) en condiciones suaves. El rendimiento de la reacción fue del 23%. A modo de comparación, el rendimiento es solo del 5-10% en el proceso industrial de la oxidación de ciclohexano a ciclohexanol y ciclohexanona (productos utilizados en la producción de plásticos).

El estudio de la actividad catalítica del polímero obtenido por los químicos de la RUDN ha demostrado que se puede usar para catalizar la funcionalización oxidativa de los hidrocarburos saturados y proporcionar un mayor rendimiento para la reacción en condiciones suaves. (Fuente: RUDN)