Investigadores de la Universitat de València publican en ‘Science’ una metodología para transformar el metano en moléculas orgánicas complejas

Investigadores del grupo Transformaciones regio y estereoselectivas. Métodos y mecanismos, perteneciente al Departamento de Química Orgánica de la Facultad de Farmacia de la Universitat de València, han desarrollado una metodología que permite la transformación del hidrocarburo más simple, el metano, en moléculas orgánicas de mayor complejidad. El proceso se consigue a través de la formación de nuevos enlaces carbono-carbono que reemplazan el enlace carbono-hidrógeno del metano, el más fuerte de los presentes en los hidrocarburos. La revista Science acaba de publicar los resultados (DOI: 10.1126/science.1204131).

La importancia del hallazgo radica en la necesidad de emplear, en un futuro no muy lejano, al metano como materia prima en la industria química. La disponibilidad de esta sustancia en nuestro planeta la hacen accesible desde un punto de vista económico. Sin embargo, en la actualidad su uso industrial se reduce exclusivamente a un proceso en el que se convierte en monóxido de carbono e hidrógeno, el denominado gas de síntesis.
El descubrimiento abre nuevas perspectivas en los campos de la síntesis de moléculas complejas y de la catálisis.

Los profesores de la Universitat de València que han participado en la investigación son Gregorio Asensio, María Elena González, Rossella Mello y Alba Díaz (actualmente en Oxford). Los resultados han sido logrados en colaboración con dos grupos de catálisis y química de la coordinación de las Universidades de Huelva y Toulouse que dirigen los profesores Pedro J. Pérez y Michel Etienne. La investigación ha sido cofinanciada por el MICINN, Generalitat Valenciana, Junta de Andalucía y el Programa ERA Chemistry.

El metano es una sustancia gaseosa que presenta como principal característica su estabilidad: los átomos que forman el metano están tan fuertemente unidos que convertirlo en otra sustancia constituye uno de los retos actuales de la química moderna. Hasta ahora, el problema principal para trasladar la metodología desde otros hidrocarburos al metano radicaba en que, al ser el metano tan poco reactivo, cualquier otra sustancia presente en el reactor reaccionaría antes que aquél. La solución ha consistido en emplear como medio de reacción dióxido de carbono en condiciones supercríticas. El dióxido de carbono es igualmente una sustancia muy estable, con una reactividad también muy baja. Si bien a temperatura ambiente es un gas, por encima de determinados valores de presión y temperatura que se denominan críticos, se convierte en un fluido que puede utilizarse como disolvente. Esta fase del dióxido de carbono supercrítico se emplea, por ejemplo, a nivel industrial en el proceso de eliminación de la cafeína al café.

A escala de laboratorio se han descrito con anterioridad algunos ejemplos de conversión de metano en otras sustancias como metanol o ácido acético, pero requieren de unas condiciones de trabajo muy drásticas (altas temperaturas o medios fuertemente ácidos). El sistema ahora descrito opera a 40 ºC y sólo produce nitrógeno gas como subproducto.