Laura
Adarve
Adarve
Candidata a Doctorado en Ciencias - Química
Síntesis de moléculas orgánicas haciendo uso de metodologías orientadas hacia una química más verde
La síntesis orgánica se podría definir como el arte de construir moléculas mediante el diseño de estrategias novedosas. Para ello, es importante determinar si es necesario romper o formar enlaces químicos, o si por el contario se quiere transformar pequeños sectores dentro de las moléculas llamados grupos funcionales mediante reacciones de oxidación, reducción, eliminación o adición [sólo por mencionar algunas]. Una vez definido teóricamente cómo obtener la molécula orgánica se pasa a la etapa de ejecución, en donde específicamente, se lleva a cabo el experimento. En el presente proyecto se pretende llevar a cabo reacciones químicas en el laboratorio que estén en sintonía con alguno de los principios de la química verde, en donde se buscan procesos y productos químicos más sostenibles.
Ball Milling
Durante el proceso de investigación del Doctorado en Química en la Universidad de los Andes bajo la supervisión del profesor Diego Gamba Sánchez ha sido posible la obtención de sustancias mediante reacciones en solución que contienen dentro de su estructura química átomos de azufre denominados como sulfuros. Variedad de sulfuros son llamativos tanto para la comunidad científica como para la industria farmacéutica. Por lo tanto, fue posible sintetizar sulfuros a partir de la reacción de reducción de sulfóxidos haciendo uso de acetona como disolvente en vez de disolventes clorados como el diclorometano. Esta metodología genera sólo subproductos volátiles, no contaminantes. Con sólo evaporar el disolvente de la reacción es posible obtener productos que no requieren de procesos posteriores de purificación como lo es la cromatografía. Es una metodología rápida, escalable y que en comparación a métodos reportados en la literatura anteriormente no requiere de catalizadores metálicos, altas presiones o reactivos costosos y difíciles de manipular. Este trabajo fue publicado en el año 2022 (Reduction of Sulfoxides in Multigram Scale, an Alternative to the Use of Chlorinated Solvents
L. Adarve-Cardona, and D. Gamba-Sánchez* Processes. 2022, 10, 115. https://doi.org/10.3390/pr10061115. Actualmente, durante la pasantía de investigación internacional en Alemania realizada en la Universidad RWTH Aachen en el grupo de investigación del profesor Carsten Bolm he tenido la oportunidad de acceder a equipos que permiten llevar a cabo reacciones químicas mediadas por acciones mecánicas o mecanoquímica. Es importante resaltar que la mecanoquímica tiene grandes ventajas como el no uso de disolventes orgánicos y puede, en algunos casos disminuir tiempos de reacción en comparación con las reacciones en solución. Durante estos casi seis meses de investigación he tenido la posibilidad de acceder a los equipos de ball mill y planetary mill para estudiar y mejorar transformaciones químicas conocidas como lo son la reacción de ciclación de tipo Diels-Alder, reacciones de oxidación, de reducción y acoplamientos cruzados de tipo Suzuki. Finalmente, he obtenido moléculas mediante la formación de enlaces del tipo carbono-carbono, carbono-azufre, carbono-oxígeno y carbono-nitrógeno a través de una de una reacción de sustitución nucleofílica. Esta transformación fue exitosa en molino ya que se lleva a cabo en 10 minutos al mismo tiempo tiene la ventaja adicional de que en algunos casos no es necesario llevar a cabo una purificación por cromatografía, lo cual disminuye el uso de disolventes. La metodología está en proceso de publicación y ha sido desarrollada en compañía del Dr. Mattew Williams.
El proyecto ha cumplido hasta el momento con el objetivo inicial de comenzar a acceder a procesos químicos más sostenibles. Por lo tanto, ha tenido un impacto positivo al ser un proyecto con mayor responsabilidad social y ambiental. Es fundamental comenzar a tener iniciativas para cambiar la forma en que ejecutamos los procesos químicos y así mismo convertirlos en experimentos diseñados con conciencia. En este caso ha alcanzado a disminuir el uso y la producción de compuestos tóxicos y contaminantes, así mismo se reducido el consumo energético al ser reacciones rápidas y a temperatura ambiente. Por último, en algunos casos es posible prevenir el uso de técnicas para limpiar o tratar las sustancias obtenidas luego de ser sintetizadas. En cuanto al impacto positivo en mi área de investigación y mi equipo de trabajo es que estas metodologías pueden impulsar a más químicos en Colombia a comenzar a utilizar alternativas que sean más amigables con el medio ambiente y con mayor conciencia social. El conocimiento adquirido, es uno de los factores más importantes y al poderlo transmitir a más colegas dentro de la comunidad sin lugar a duda ha incrementado el interés hacia transformaciones que involucren procesos químicos con miras a minimizar la contaminación.
