La creación de nuevos compuestos sintéticos suele ser un proceso complejo y de varios pasos que puede requerir años de investigación. Caleb D. Martín, Ph.D.profesor asociado en la Instituto de Química y Bioquímica en la Universidad de Baylor e investigador principal de grupo de investigacion martiny su equipo han desarrollado un nuevo compuesto conocido como tris(orto-carboranil)borano, o BoCb3. Sintetizado en un solo paso y utilizado en la fabricación de los plásticos más comunes, este superácido de Lewis de última generación es más eficiente de fabricar, más seguro para el medio ambiente y podría ahorrar miles de millones de dólares en costos de fabricación.

La creación de nuevos compuestos sintéticos suele ser un proceso complejo y de varios pasos que puede requerir años de investigación. Caleb D. Martín, Ph.D.profesor asociado en la Instituto de Química y Bioquímica en la Universidad de Baylor e investigador principal de grupo de investigacion martiny su equipo han desarrollado un nuevo compuesto conocido como tris(orto-carboranil)borano, o BoCb3. Sintetizado en un solo paso y utilizado en la fabricación de los plásticos más comunes, este superácido de Lewis de última generación es más eficiente de fabricar, más seguro para el medio ambiente y podría ahorrar miles de millones de dólares en costos de fabricación.

Martin publicó los hallazgos en la edición del 22 de septiembre de 2023 de la revista quimica APLICADA Edición internacional (GDCh).

Cuando Martin llegó a Baylor, se quedó con algunos productos químicos del laboratorio del difunto químico de Baylor. F. Gordon A. Stone, quien ocupó el cargo de Profesor Distinguido de Química Robert A. Welch, después de que Stone se retirara. Entre los productos químicos que dejó Stone se encontraba Ortho-Carborane, uno de los productos químicos utilizados por el equipo de Martin para crear BoCb.3. Stone fue uno de los 100 químicos más referenciados del mundo en el apogeo de su carrera. En 1963, Stone desarrolló un fuerte ácido de Lewis llamado B(C6F5)3 Todavía se usa hoy en día en la fabricación de poliolefinas, que tenía una participación de mercado global de US $ 295 mil millones en 2021 Ácido de Lewis.

«Mi investigación es la química orgánica e inorgánica sintética, en la que nos dirigimos a moléculas que pueden beneficiar a la sociedad, o en las que los resultados son útiles para que otros investigadores avancen en sus investigaciones», dijo Martin.

¿Podría Martin mejorar la piedra ácida de Lewis desarrollada hace unos 60 años? Aunque se ha intentado antes, nadie ha mejorado significativamente el proceso.

Los ácidos de Lewis son un ingrediente esencial en la fabricación de poliolefinas. La mezcla de un ácido de Lewis con un compuesto de zirconio o hafnio, conocido como activador, hace que se vuelva activo para la polimerización de una olefina (doble enlace carbono-carbono) a poliolenos que se encuentran en una variedad de productos, incluidas bolsas de plástico y revestimientos para cables. , tubos de acero y autopartes, por nombrar algunos.

Otros enfoques para hacer ácidos de Lewis fuertes pasan por varios pasos intermedios que requieren mucho tiempo para llegar al producto final y requieren átomos de flúor peligrosos para el medio ambiente que nunca se degradan en la naturaleza.

Tu manera de hacer BoCb3 utiliza un proceso simple de un solo paso y solo tres productos químicos disponibles comercialmente, «como hacer un guiso», dijo Martin. Cuando se combinan, el resultado es un poderoso ácido de Lewis que es más fácil de fabricar, produce menos desechos y es menos dañino para el medio ambiente porque no contiene halógenos ni flúor ni cloro.

«Constantemente estamos haciendo nuevas conexiones», dijo Martin. «Sin embargo, es raro que solo tres cosas que puede pedir de un catálogo creen una combinación única y útil».

BoCb3 se encuentra ahora en la fase de descubrimiento básico. Se ha presentado una patente provisional y su equipo está trabajando intensamente con tres grupos de investigación académicos en California, Alemania e Italia para comprender el alcance total de su reactividad y las posibles aplicaciones comerciales.

“Aunque todavía es pronto para saber el impacto total del BoCb3 es fácil imaginar que esta tecnología será realmente atractiva para la industria petrolera”, dijo Martin.

SOBRE LOS AUTORES

  • Manjur O. Akram, Ph.D., becario postdoctoral del Grupo de Investigación Martin de la Universidad de Baylor.
  • John R. Tidwell, estudiante de posgrado en el Grupo de Investigación Martin de la Universidad de Baylor.
  • Jason L. Dutton, Ph.D., Profesor de Química en el Departamento de Química y Física, Instituto La Trobe de Ciencias Moleculares, Universidad La Trobe, Melbourne, Australia.
  • Caleb D. Martin, Ph.D., Profesor Asociado en el Departamento de Química y Bioquímica de la Facultad de Artes y Ciencias e Investigador Principal del Grupo de Investigación Martin en la Universidad de Baylor

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Baylor University es una universidad cristiana privada y una institución de investigación clasificada a nivel nacional 1. La universidad ofrece una comunidad de campus vibrante para más de 20,000 estudiantes al combinar la investigación interdisciplinaria con una reputación internacional de excelencia educativa y un cuerpo docente comprometido con la enseñanza y la erudición. Fundada en 1845 por la República de Texas a través de los esfuerzos de los pioneros bautistas, Baylor es la universidad en funcionamiento continuo más antigua de Texas. Con sede en Waco, Baylor da la bienvenida a estudiantes de los 50 estados y más de 90 países para estudiar una amplia gama de títulos en sus 12 departamentos académicos reconocidos a nivel nacional.

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SOBRE EL GRUPO DE INVESTIGACIÓN MARTIN

Somos un grupo de investigación sintético centrado en explorar la síntesis y las propiedades de los compuestos organoborados. Nuestro objetivo es explotar estas especies inusuales en transformaciones químicas, materiales electrónicos y productos farmacéuticos. Nuestra investigación se centra en el desarrollo de nuevos arreglos de enlace en el boro y la posterior exploración de la química de estos compuestos. Los compuestos deseados tienen propiedades inusuales y están siendo explorados por su utilidad como reactivos, en materiales electrónicos, catálisis mediada por ácido de Lewis y ligandos para metales de transición. Nuestros intereses de investigación abarcan los campos de la química organometálica, orgánica y de materiales.


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