En busca de soluciones alternativas para los catalizadores
Los catalizadores que contienen metales de transición son ampliamente usados en la síntesis orgánica, aunque muchos se basan en metales costosos y raros. Los investigadores están buscando alternativas más sustentables.
Por Cynthia A. Challener, PhDSÍNTESIS Y MANUFACTURA DE APIS
Cynthia A. Challener
Los catalizadores que contienen metales de transición son ampliamente usados en la síntesis orgánica, aunque muchos se basan en metales costosos y raros. Los investigadores están buscando alternativas más sustentables.
Los avances en catálisis han tenido un tremendo impacto en la industria farmacéutica, haciendo posible la síntesis de intermedios y APIs de molécula pequeña altamente complejos en menos pasos, con una mayor economía de átomos, y con frecuencia con altas selectividades y rendimientos. No obstante, existen problemas con muchos de los sistemas catalíticos más ampliamente usados, incluyendo el costo, la disponibilidad y la toxicidad de muchos de los metales preciosos usados para formar los catalizadores y la necesidad de ligandos costosos y complejos para lograr las transformaciones deseadas. Por lo tanto, ha habido mucho interés en el desarrollo de catalizadores alternativos derivados de metales abundantes, no tóxicos y de sistemas simples de ligandos. Las nuevas plataformas de catalizadores metálicos son también de interés porque pueden permitir nueva química no observada anteriormente con los catalizadores de metales preciosos. Se discuten ejemplos seleccionados con potenciales aplicaciones en la síntesis farmacéutica.
Disponibilidad de suministro
Existe un suministro finito de metales en la corteza terrestre y los humanos estamos consumiendo muchos de ellos a una velocidad cada vez mayor. Como resultado, la disponibilidad de ciertos metales de transición para el uso en la producción de catalizadores se está volviendo cada vez más limitada debido a la creciente demanda de estos materiales en otras aplicaciones, incluyendo las más nuevas pantallas de diodos emisores de luz en teléfonos inteligentes y televisiones y los sistemas de energía renovable, como las celdas de combustible, la energía eólica y los fotovoltaicos.
De hecho, en 2012, el Estudio Geológico Británico actualizó su lista de riesgo para el suministro de elementos químicos o grupos de elementos que son de importancia para la sociedad humana (1). La disponibilidad de cada elemento se determinó considerando su abundancia en la corteza terrestre, la ubicación de la producción actual y las reservas, la estabilidad política de esas ubicaciones, y la tasa de reciclado y la capacidad de sustitución del elemento. Las categorías dan una indicación de cuáles elementos podrían estar sujetos a interrupción del suministro, más probablemente derivado de factores humanos como los geopolíticos o el nacionalismo de los recursos, junto con eventos tales como huelgas y accidentes. Al principio de la lista con el mayor riesgo de interrupción del suministro están las tierras raras, los metales del grupo del platino, el niobio y el tungsteno. Debe hacerse notar que la demanda de los elementos (fuera de su capacidad de reemplazo) no fue considerada en este análisis.