Un equipo de científicos del Instituto de Tecnología Química (ITQ, centro mixto del CSIC y la UPV) y la Universitat de València ha desarrollado un nuevo catalizador bimetálico sostenible que permite obtener lactamas, compuestos fundamentales en la fabricación de medicamentos y polímeros. El hallazgo, publicado en Nature Communications, marca un avance en la catálisis verde aplicada a la química orgánica.
Las lactamas, presentes en estructuras como la penicilina, son amidas cíclicas esenciales tanto en procesos biológicos como en el desarrollo de fármacos. De hecho, tres de los diez medicamentos más vendidos en 2022 contenían este tipo de compuestos.
El nuevo sistema catalítico, basado en plata y renio sobre una matriz de alúmina, permite transformar compuestos orgánicos accesibles, como imidas cíclicas, en lactamas, usando hidrógeno como agente reductor. Lo destacable es que el único subproducto que se genera es agua, lo que convierte al proceso en una opción especialmente respetuosa con el medioambiente.
“Hemos desarrollado el primer sistema catalítico de amplia aplicabilidad para obtener lactamas de forma práctica, selectiva y sostenible”, explica José Ramón Cabrero Antonino, científico del CSIC en el ITQ y autor principal del estudio.
Un catalizador con futuro
El diseño innovador del catalizador ha permitido a los investigadores comprender en profundidad tanto su estructura activa como el mecanismo de reacción, algo poco habitual en catálisis heterogénea aplicada a la síntesis orgánica.
El proceso funciona porque la plata activa químicamente al renio en presencia de hidrógeno. Esta cooperación entre metales facilita el transporte de hidrógeno hacia el compuesto de partida y su transformación en lactama.
“Esta aproximación abre la puerta al desarrollo de otros procesos químicos sostenibles de gran interés”, añade Rosa Adam Ortiz, investigadora de la Universitat de València y también autora del trabajo.
Colaboración científica de alto nivel
La investigación ha contado con el apoyo técnico del Instituto de Microscopía Electrónica y Materiales (IMEYMAT) de la Universidad de Cádiz y del Sincrotrón ALBA, donde se realizaron análisis avanzados como espectroscopía de absorción de rayos X y microscopía electrónica de alta resolución. Estos estudios han permitido visualizar la estructura a escala atómica del nuevo material catalítico y entender su comportamiento dinámico durante la reacción.
El proyecto ha sido financiado por la Generalitat Valenciana, el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, la fundación “la Caixa” y el Programa de Excelencia Severo Ochoa del ITQ.Este descubrimiento no solo optimiza la producción de lactamas, sino que también representa un hito en el desarrollo de tecnologías químicas limpias aplicadas a sectores industriales estratégicos como el farmacéutico.
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