Usar dióxido de carbono para fabricar acrilato a menor costo y de modo sostenible

Se ha demostrado la viabilidad de un nuevo enfoque tecnológico que permitiría a la industria química usar el dióxido de carbono para producir acrilato, un valioso material que se emplea en la fabricación de infinidad de productos cotidianos, desde ropa de poliéster, a pañales de usar y tirar. Esta vía de elaboración del acrilato resultaría más barata y sostenible que los métodos tradicionales.

Las compañías químicas producen miles de millones de toneladas de acrilato por año, normalmente mediante un proceso que se basa en calentar el propileno, un compuesto derivado del petróleo en crudo. Sin embargo, el petróleo cada vez es más escaso y más caro, de modo que tarde o temprano habrá que buscar formas alternativas de elaborar acrilato.

Desde la década de 1980, los investigadores de la industria química han estado buscando un modo factible de elaborar acrilato mediante la combinación de dióxido de carbono con un gas llamado etileno, en presencia de níquel y otros catalizadores metálicos. En bruto, el CO2 está disponible gratuitamente, y de hecho la humanidad necesita de todas formas reducir la cantidad de CO2 que se acumula cada vez más en la atmósfera. El etileno es más barato que el propileno y puede obtenerse a partir de la biomasa de las plantas, por lo que constituiría un recurso renovable.


En presencia de níquel y otros catalizadores metálicos, el CO2 y el etileno forman un precursor del acrilato cuya configuración se presenta como un anillo de cinco miembros. El desafío ha sido romper ese anillo, para permitir que se forme el enlace químico adecuado y dé lugar al acrilato. Los ácidos de Lewis ofrecen una prometedora vía para lograrlo. (Imagen: Laboratorio de Berkskoetter / Universidad Brown)

Sin embargo, este enfoque se ha enfrentado desde el principio a un gran obstáculo: En vez de formar directamente la deseada molécula de acrilato, el CO2 y el etileno tienden a formar una molécula precursora con un anillo de 5 miembros. A fin de terminar la conversión a acrilato, hay que romper ese anillo y permitir la formación del enlace químico adecuado.

Durante mucho tiempo, los químicos han buscado, sin éxito, un modo de agilizar ese proceso largo y tortuoso.

Parece que por fin ese modo ha sido encontrado. Un equipo de químicos de la Universidad Brown, en Providence, Rhode Island, y la Universidad de Yale en New Haven, Connecticut, ambas en Estados Unidos, ha constatado que una clase de sustancias químicas conocidas como ácidos de Lewis pueden romper fácilmente ese anillo, y permitir la formación del acrilato.

Ahora falta hallar el ácido que resulte más práctico de usar, y hacer las mejoras y los refinamientos necesarios al proceso, pero el camino ya está abierto.

En la investigación han trabajado Wesley Bernskoetter, Dong Jin y Paul Willard de la Universidad Brown, así como Nilay Hazari y Timothy Schmeier de la Universidad de Yale.

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