Saltar apartados

Síntesi electroquímica

L'aplicació de la tecnologia electroquímica als processos de síntesi orgànica i inorgànica és una poderosa tecnologia capaç, no solament de realitzar síntesis no assolibles o molt difícils de realitzar per mètodes clàssics, sinó també de simplificar-los. Els mètodes electroquímics són molt menys agressius per al medi ambient i els productes obtinguts necessiten menor purificació, com pot observar-se en la següent figura que mostra un esquema comparatiu entre un procés químic convencional i un d'electroquímic.

S'observa en la figura que en el procés electroquímic la gestió dels residus és més senzilla, desapareixent fins i tot la necessitat de gestionar el reactiu transformat, com ocorre en els processos químics convencionals.

Les característiques de l'electró com a reactiu, són extraordinàries i molt diferents de les d'altres agents químics. Es tracta d'un reactiu que pot ser utilitzat com a oxidant i reductor i que el seu poder redox pot ser controlat sense canviar la identitat del reactiu. A més de comportar-se com les espècies redox clàssiques, pot donar lloc a espècies de gran interès sintètic, cations i anions radicals, radicals, etc.

La síntesi electroquímica posseeix nombrosos avantatges entre les quals podem citar:

  1. És una metodologia molt versàtil capaç d'aplicar-se a una gran varietat de processos d'oxidació i reducció.
  2. El reactiu utilitzat és l'electricitat, de baix cost i disponibilitat immediata, no genera residus i evita problemes derivats d'emmagatzematge i estoc.
  3. És fàcilment escalable i automatizable.
  4. El tractament pot ser interromput i continuat a voluntat pel simple cort del corrent elèctric subministrat als elèctrodes.
  5. No és inventariable
  6. Es disposa d'ell en el just grau que se li demanda

LLISTAT DE PRODUCTE SINTETITZATS ELECTROQUIMICAMENTE UTILITZANT UN REACTOR FILTRE PREMSA EN EL LABORATORI D'ELECTROQUIMICA APLICADA DE LA UNIVERSITAT D'ALACANT

PRODUCTE INICIAL

PRODUCTE FINAL

ESCALA

HOMOCISTINA

HOMOCISTEINA TIOLACTONA

PLANTA PILOT

PATENTAT

ACETILHOMOCISTINA

CITIOLONA

PLANTA PILOT

PATENTAT

R-Ph-N2+

R-Ph-Nh-nh3

PLANTA PILOT

PATENTAT

CISTINA

CARBOXIMETILCISTEÍNA

PLANTA PILOT

PATENTAT

CISTINA

N-ACETILCISTEÍNA

PLANTA PILOT

PATENTAT

R-NH3Cl

(R-NH3)2SOTA4

PLANTA PILOT

PATENTAT

àcid oxálico

àcid glioxílico

PLANTA PILOT

R-NH3Cl

R-NH3A A: anió orgànic

LABORATORI

PATENTAT

CISTINA

ÀCID CISTEÍCO

LABORATORI

CISTINA

CISTEÏNA CLORHIDRATO

LABORATORI

CISTINA

N,S-diacetilcisteína

LABORATORI

PATENTAT

PIRIDINA

BIPIRIDINA

LABORATORI

1-METILPIRIDINA

ÀCID PICOLINICO

LABORATORI

1-METILPIRIDINA

BIS-1-METILPIRIDINA

LABORATORI

2-METILPIRIDINA

ÀCID NICOTINICO

LABORATORI

2-METILPIRIDINA

BIS-2-METILPIRIDINA

LABORATORI

3-METILPIRIDINA

ÀCID ISONICOTINICO

LABORATORI

3-METILPIRIDINA

BIS-3-METILPIRIDINA

LABORATORI

ÀCID SALICÍLICO

ALDEHIDO SALICÍLICO

LABORATORI

P-HIDROXITOLUENO

P-HIDROXIBENZALDEHIDO

LABORATORI

P-HIDROXIMANDÉLICO

P-HIDROXIBENZALDEHIDO

LABORATORI

PATENTAT

P-HIDROXIMANDÉLICO

P-HIDROXIFENILACÉTICO

LABORATORI

ÀCID BENZOICO

BENZALDEHIDO

LABORATORI

2-metilnaftaleno

2-metil-1,4-naftoquinona

LABORATORI

fenilglicina

dihidrofenilglicina

LABORATORI

CHALCONAS

DIHIDROCHALCONAS

LABORATORI

LISINA CLORHIDRATO

LISINA

LABORATORI

2-mETIL-5-ETIL-PIRIDINA

Àcid 6-METILNICOTÍNICO

LABORATORI

LACTAT SÒDIC

ÀCID LÀCTIC

LABORATORI

histidina

histidinol

LABORATORI

PATENTAT

P-HIDROXIFENILGLICINA SULFAT

P-HIDROXIFENILGLICINA

LABORATORI

acidifique 1-isoquinolinico

4-isoquinolinol

laboratori

PATENTAT

acidifique 2-quinolinico

3,4-dihidro-2-quinolona

laboratori

PATENTAT

acidifique 4-quinolinico

3-hidroxi-quinolina

laboratori

PATENTAT

Recentment hem adaptat l'estructura d'una pila de combustible d'electròlit sòlid polimèric (PEMFC, Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell) com a reactor electroquímic d'electròlit sòlid polimèric (PEMER, Polymer Electrolyte Membrane Electrochemical Reactor).

Aquest disseny presenta una sèrie d'avantatges com: 1) La utilització de membranes d'intercanvi iònic protónicas o aniónicas com a electròlit sòlid polimèric amb la consegüent disminució o eliminació total de l'electròlit suporte d'ús generalitzat en les electrosíntesis orgàniques, 2) la utilització de sistemes nanoestructurados com electrocatalizadores, 3) un espessor de 300 %u03BCm de l'elèctrode complet: càtode, ànode i electròlit (en aquest cas, sòlid polimèric), finalment, 4) la possibilitat d'utilització qualsevol tipus de reactius: sòlids, líquids i gasosos en aquest tipus de reactor.

Amb aquest disseny s'han realitzat tant electrosíntesis orgàniques la reacció de les quals d'interès és la reducció (procés catòdic) com d'oxidació (procés anòdic). Com a exemples de reaccions de reducció es té:

a) hidrogenació electrocatalítica d'acetofenona a 1 feniletanol.

b) Ruptura de l'enllace disulfur amb la síntesi de NAC (N-acetil cisteïna) partint de NNDAC (N,N-diacetil cistina)

En les reaccions de reducció hem de l'electròlit sòlid polimèric és una membrana d'intercanvi protónico com la Nafion 117 d'aquests exemples. També cal esmentar que l'oxidació d'hidrogen s'utilitza com a reacció en el procés d'oxidació pel que es planteja la reutilització d'aquest reactiu ja que és la formació d'hidrogen la reacció paràsita en el procés catòdic.

Com a exemple de reacció anòdica s'ha realitzat l'oxidació de l'alcohol propargílico al mig bàsic a àcid propiólico:

En aquest cas, l'electròlit sòlid polimèric és una membrana d'intercanvi aniónico com la Fumatech FAA d'aquest exemple. Esmentar que com a procés catòdic tenim la reducció de l'aire, reactiu totalment assequible.

LEQA - Grup d'Electroquímica Aplicada i Electrocatálisis


Universitat d'Alacant
Carretera Sant Vicent s/n
03690 Sant Vicent del Raspeig
Alacant (Spain)

Tel: (+34) 96 590 3400

Fax: (+34) 96 590 3464

Per a més informació: informacio@ua.es, i per a temes relacionats amb aquest servidor web: webmaster@ua.es

Carretera de Sant Vicent del Raspeig, s/n - 03690 Sant Vicent del Raspeig - Alacant - Tel.: 96 590 3400 - Fax: 96 590 3464