¿Se pueden desarrollar procesos innovadores de ingeniería catalítica en Argentina?

Abstract

La cuestión de si es posible desarrollar procesos innovadores en ingeniería catalítica se desprende de los actuales requerimientos planteados a la producción industrial a nivel mundial. Nuestro grupo viene desarrollando investigaciones en varios campos de la catálisis, que demuestran que, aún en un contexto frecuentemente adverso, nuestro país cuenta todavía con recursos humanos y tecnológicos para lograr este tipo de innovaciones. En este trabajo se detalla el proceso innovador desarrollado para producir sintéticamente mentoles, uno de los productos químicos finos de mayor utilización en las industrias farmacéutica, de cosméticos, pastas dentífricas, golosinas y cigarrillos. Específicamente, se sintetiza mentol con rendimientos mayores al 90% a partir de una nueva materia prima renovable (citral), utilizando un catalizador bifuncional metal/ácido altamente selectivo desarrollado en nuestro laboratorio. Este proceso representa una alternativa tecnológica y económica viable frente a los dos procesos comerciales utilizados actualmente en Japón y Alemania para producir mentol sintético, los cuales parten de materias primas diferentes. La conversión directa de citral a mentoles involucra tres reacciones consecutivas: (1) hidrogenación de E,Z-citral a citronelal; (2) isomerización/ciclización de citronelal a isopulegoles; (3) hidrogenación de isopulegoles a mentoles. Inicialmente, se estudiaron las reacciones (1) y (2) empleando diferentes catalizadores monometálicos y óxidos mixtos ácidos, respectivamente. Ni y Pd fueron los metales más selectivos para la reacción (1), mientras que óxidos mixtos conteniendo sitios ácidos de Lewis y de Brönsted, tales como zeolita Beta y Al-MCM-41, promovieron eficientemente la reacción (2). En base a esos resultados se prepararon tres catalizadores bifuncionales, Pd(1%)/Beta, Ni(3%)/Beta y Ni(3%)/Al-MCM-41, los cuales se evaluaron en la síntesis de mentoles a partir de citral, en una sola etapa. El mejor catalizador fue Ni(3%)/Al-MCM-41, el cual produjo un rendimiento a mentoles de aproximadamente 90% y un 70-75 % de (±)-mentol racémico en la mezcla de mentoles.