Os pesquisadores da Universidade de Nagoya adotam uma abordagem não intuitiva para a catálise de metal para a conversão seletiva de biomassa em produtos químicos de alto valor sob condições moderadas.

O futuro incerto das matérias-primas do petróleo e a pressão ambiental estão forçando a indústria química a se adaptar e encontrar novas fontes renováveis ​​para sustentar suas atividades. Biomassa de fontes, incluindo madeira, Resíduos agrícolas, e até mesmo lixo humano, representa uma matéria-prima renovável amplamente disponível que ainda não foi totalmente explorada. O problema é que a maior parte da biomassa é uma confusão de diferentes produtos químicos, que são difíceis de separar e usar em produtos de alto valor, como plásticos e produtos farmacêuticos.

Os ácidos carboxílicos são um dos grupos químicos mais comuns na biomassa, e suas reações químicas são particularmente difíceis de controlar nessas misturas. Atualmente, a "hidrogenação catalítica" usada com catalisadores de metal pode transformar os ácidos em grupos de álcool mais úteis, mas também aumenta a complexidade da biomassa por causa de outras reações colaterais e decomposição do catalisador.

Reconhecendo a necessidade de transformações mais seletivas de grupos de ácido carboxílico, uma equipe da Universidade de Nagoya explorou uma abordagem química diferente para a catálise de biomassa.

"Tradicionalmente, complexos de metal de transição de baixa valência são usados ​​para hidrogenação de ácidos carboxílicos. Mas encontramos melhor seletividade em condições mais suaves, usando um complexo de alta valência, que também atacou as ligações carbono-hidrogênio próximas ao ácido carboxílico, "diz o autor principal Masayuki Naruto.

A hidrogenação é essencialmente uma redução, durante o qual o metal catalisa a transferência de elétrons para o ácido carboxílico. Metais de baixa valência são ricos em elétrons, o que os torna a escolha óbvia para hidrogenação de ácidos carboxílicos. Contudo, a equipe mostrou que metais de alta valência também podem reagir com os ácidos carboxílicos por um caminho diferente, que ofereceu um controle muito melhor sobre a reatividade.

"A ideia de que metais de transição de alta valência são eficazes para esse tipo de reação pode ir contra a sabedoria tradicional, mas mostramos o potencial desta abordagem para fazer produtos químicos de alto valor a partir de biomassa, "diz o líder do grupo Susumu Saito." Embora, o catalisador de metal rênio que usamos aqui é bastante caro, agora estamos procurando reciclar o catalisador e os catalisadores alternativos de tungstênio e molibdênio, o que deve tornar esta uma abordagem verdadeiramente economicamente viável para obter produtos úteis da biomassa no futuro. "