Síntesis orgànica en aigua

La síntesis orgànica en aigua comprén aquells processos de formació de composts d'esquelet hidrocarbonado que es porten a terme en mig acuoso. Tradicionalment les reaccions orgàniques s'han desenrollat en dissolvents orgànics (metanol, diclorometano, tolueno, etc.) per la insolubilidad de molts dels reactius en mig acuoso. Este tipo de dissolvents, especialment els dissolvents clorados, és una font important d'emissions de composts orgànics volàtils (COV) a l'atmòsfera, causants del fenomen de smog en les ciutats.

Història

En la naturalea existixen eixemples de processos biològics que tenen lloc en mig acuoso, com les biotransformaciones portades a terme per enzimes, o la fotosíntesis. La reconsideración de l'aigua, dissolvent universal, com a dissolvent en química orgànica va tindre els seus inicis al voltant de l'any 1980, en comprovar-se experimentalment que les reacciones tipo Diels-Alder aumentaven la seua velocitat si es realisaven en mig acuoso.

Atres proves experimentals posteriors són l'activació d'enllaços C-H (reacció tipo Grignard) per catálisis metàlica operant en mig acuoso en condicions de reacció suaus, o la realisació de reacciones tipo Mannich de forma enantio i diasteroselectiva en alt rendiment usant aigua com a dissolvent.

Aigua com a dissolvent verda

L'aigua està considerada com uns dels dissolvents verts dins del camp de la química sostenible per la seua baixa toxicitat i perillositat. Una atra de les seues ventages és l'ocupació directa de matèries primeres renovables en mig acuoso, sense necessitat de tècniques de protecció/desprotección de les seues grups funcionals, reduint simultàneament el número de passos de la ruta sintètica.

El reciclage del catalisador és també un punt a favor de l'us de l'aigua com a dissolvent, ya que, en tindre el procés una alta eficiència atòmica, es conseguix minimisar la presència de materials indeseados en dissolució que podrien adherir-se al catalisador. La seua recuperació i reutilisació són més senzilles si es realisa catálisis bifásica. Sobre el producte de la reacció, lo ideal és que siga insoluble o poc soluble en aigua per a facilitar la seua recuperació (simplement per separació de fases, filtració, etc.).

Una atra possibilitat medioambientalmente beneficiosa que oferix el mig acuoso és l'ocupació d'ultrasons combinats en métodos electroquímics (sonoelectroquímica) o fotocatalíticos en la degradació de contaminants en aigua, produint-se al mateix temps un aument de la velocitat i el rendiment del procés. Estes tècniques permeten reduir el consum d'energia destinat a tasques de calfament i refredat necessàries en distintes etapes de la reacció. En esta mateixa direcció es troba també la tècnica d'irradiació de microones,que pot amprar-se per a accelerar la reacció i prescindir d'agents de transferència de fase en la tasca d'aïllament i recuperació del producte.