En el contexto nacional, Colombia ocupa la posición 44 de los países que emiten mayor cantidad de CO2, con una producción de 44 millones de toneladas de CO2 anuales (para el año 2012), y un aporte del 0,23% al total de emisiones mundiales. De acuerdo al más reciente Inventario Nacional de Gases de Efecto Invernadero (GEI) realizado por el IDEAM, en Colombia los sectores que más emisiones de CO2 generan son la agricultura (38%) y la energía (37%). El resto se distribuyen en incineración de desechos industriales, tala y quema de árboles y en procesos industriales como la fabricación de cemento.
Así pues, existen dos grandes retos científicos para el presente siglo, por un lado reducir los niveles de dióxido de carbono atmosférico para mitigar los efectos del cambio climático y paralelamente velar por el desarrollo de materias primas alternativas y sostenibles que permitan la formación de productos químicos y nuevos materiales ambientalmente más amigables con el planeta.
En esta propuesta de investigación se estudia la copolimerización de epóxidos quirales con CO2 con el objeto de atacar dos problemáticas a la vez. Por un lado, este proceso catalizado por metales de transición, permite la generación de nuevos materiales poliméricos con un alto valor añadido. Adicionalmente, se propone la implementación de una ruta alternativa de formación de policarbonatos, ambientalmente más sostenible y benigna, que la ruta convencional extremadamente tóxica a partir de bisfenol A y fosgeno. A la fecha, dicha ruta no ha podido ser reemplazada a pesar de sus cuestionamientos ambientales y de salud por razones de exposición.
Uno de nuestros objetivos es evaluar la actividad catalítica de diferentes catalizadores homogéneos tipo salen con metales de transición haciendo uso de epóxidos quirales renovables que a la fecha han sido escasamente estudiados. Para ello se propone una metodología que consta de 3 etapas fundamentales. En la primera etapa se lleva a cabo la síntesis y caracterización de ligantes derivados del tipo salen. Luego se planea la síntesis y caracterización de catalizadores del tipo salen con zinc (opcionalmente se plantea el uso de cobalto y níquel). En la última etapa se hace un estudio de las diferentes condiciones de reacción (tiempo, presión, temperatura, co-catalizador, disolvente) que permitan la obtención de materiales poliméricos con alta conversión y selectividad. Los epóxidos que se han elegido para este estudio son el óxido de indeno, óxido de norborneno y 1,2-óxido de limoneno, ya que como se ha mencionado previamente son sustratos que forman polímeros biodegradables con aplicaciones interesantes. |