Explorando la catálisis en la síntesis de APIs

Patricia Van Arnum

La quimiocatálisis y la biocatálisis son elementos importantes se una estrategia efectiva para mejorar el rendimiento y la estéreoselectividad.

La catálisis es una parte crucial de la química orgánica como herramienta para mejorar las condiciones de reacción, el rendimiento, la estereoquímica y para fabricar los productos deseados. La investigación en catálisis involucra no sólo el desarrollo y la aplicación de nuevos catalizadores en reacciones específicas, sino que también se centra en la obtención de una mejor comprensión de la ciencia molecular de la catálisis.

Selección del catalizador
Una labor importante en el desarrollo de un proceso químico es identificar el catalizador óptimo probando diferentes combinaciones de metales y ligandos en diversas reacciones. Los métodos combinatoriales pueden ser usados en la síntesis de ligandos para producir catalizadores potenciales, y entonces son necesarios métodos para seleccionar los catalizadores potenciales. Un grupo de investigadores holandeses reportó recientemente el uso de una técnica que apodaron “la sobrevivencia del más débil,” en la cual utilizaron un método de selección que se concentra en la estabilidad del intermediario catalítico medido mediante espectrometría de masas con electroatomización (1, 2). Los investigadores reportaron que la estabilidad del intermediario se relacionaba de manera inversa con la reactividad del catalizador, lo cual formó la base de un protocolo de selección de catalizador en la cual las especies menos abundantes representaban los catalizadores más activos. Este método de selección fue utilizado en la reacción de alquilación alílica catalizada por paladio que usa ligandos de difosfina e Indol-Phos (1).

Enfoque ecológico
La catálisis también provee la oportunidad de desarrollar procesos químicos más sustentables. Dependiendo de la reacción, dichos beneficios, por ejemplo, permitirían la reducción de subproductos, mejorando las condiciones de reacción tales como la temperatura y la presión, y logrando mejor eficiencia de los átomos a través de mejores transformaciones. N. Raveendran Shiju, un investigador en el Grupo de Catálisis Heterogénea y Química Sustentable de la Universidad de Amsterdam, reportó recientemente un nuevo catalizador para reacciones de ammoximación, de acuerdo a un comunicado de prensa de la universidad del 26 de febrero de 2010. El catalizador, que es adecuado para la producción de sustancias químicas de alta pureza, intermediarios farmacéuticos y nylon, ofrece el potencial de un proceso más atractivo económicamente y más ecológico para la ammoximación.