Revista de Ingeniería Eléctrica y Tecnología Electrónica

Revisión de los avances recientes en catalizadores libres de metales para la fijación química de CO2 con epóxidos para producir carbonatos cíclicos

Meselu Eskezia

El objetivo de la "ciencia verde" y la "economía de partículas" es utilizar dióxido de carbono y sustituir reactivos nocivos, como el CO y el fosgeno, para la creación de carbonatos cíclicos. En este artículo, se examinan los impulsos libres de metales, incluidas las bases orgánicas, los fluidos iónicos y los impulsos sostenidos para la fusión de carbonatos cíclicos mediante la cicloadición de dióxido de carbono a epóxidos. Se resumen y se comentan los avances actuales en el diseño de los impulsos y la comprensión del componente de reacción. Se presentan los efectos sinérgicos de las bases orgánicas y los contribuyentes de enlaces de hidrógeno, las bases orgánicas y los aniones nucleófilos, los dadores de enlaces de hidrógeno y los aniones nucleófilos y los componentes y soportes dinámicos. Un objetivo definitivo es convertir el dióxido de carbono de partículas en carbonatos cíclicos en un reactor de flujo directamente a partir de gas de escape mecánico a temperatura y presión ambiental circundantes. Al utilizar efectos sinérgicos, un enfoque multifuncional puede cumplir con el sistema de plan de impulsos libres de metales para la adsorción e iniciación de dióxido de carbono, así como la apertura del anillo de epóxido. El dióxido de carbono (CO2) es uno de los gases que contribuyen al efecto invernadero, y una acumulación de CO2 en el aire ha causado problemas importantes, lo que socava las condiciones y el bienestar humano. Por lo tanto, la captura y el uso de este gas han atraído una amplia atención en todo el mundo. En la última década, se ha prestado mucha atención como resultado de una peligrosa desviación atmosférica, así como debido al posible uso del CO2 como un punto caliente de C1 protegido, abundante, inagotable y razonable para el desarrollo de importantes sustancias sintéticas. El uso del CO2 como un bloque de construcción ideal de C1 se convierte en un campo candente y prometedor tanto en los aspectos académicos como en los técnicos. Una enorme cantidad de puntos de interés impulsaron la amplia y profunda investigación sobre la transformación sinérgica de CO2 en compuestos (formación de enlaces CO, CN y CC) y energías, no obstante, la transformación de CO2 actualmente enfrenta numerosos desafíos debido a su solidez termodinámica y latencia activa. Por lo tanto, la mayoría de las investigaciones realizadas utilizaron sustratos altamente receptivos y condiciones de reacción además severas para activar CO2, restringiendo el uso de tales técnicas. En particular, el acoplamiento sinérgico de CO2 con sustratos ricos en energía, por ejemplo, epóxidos y aziridinas, para producir policarbonatos/policarbamatos o posiblemente carbonatos/carbamatos cíclicos ha atraído una gran atención en los últimos años. Para crear enlaces CC con CO2, el uso de nucleófilos de carbono está explícitamente restringido a organolitios nucleofílicos sólidos y reactivos de Grignard, así como fenolato. Entre otras posibles transformaciones, la fusión molecular de carbonatos cíclicos a partir de epóxidos y CO2 ha sido de gran interés tanto moderna como académicamente.Los carbonatos cíclicos se utilizan en la unión de numerosos compuestos de importancia moderna como el carbonato de dimetilo y los policarbonatos y encuentran aplicaciones como disolventes e intermediarios para la fusión de sustancias químicas finas. Tradicionalmente, estos carbonatos cíclicos se preparan utilizando fosgeno o CO, que son peligrosos y antagónicos al medio ambiente, y se evitan, y en general, el CO2 se fusiona como activo C1 en la forma del carbonato cíclico. Los carbonatos cíclicos son fluidos inocuos, fácilmente biodegradables, altamente polares y de alta efervescencia, que se utilizan como materias primas para la industria en una amplia gama de aplicaciones: disolventes de desengrasado, diluyentes de resinas epoxi y poliuretanos, aditivos para rellenos, intermediarios químicos para la mezcla de policarbonatos y otras sustancias poliméricas y para la unión del carbonato de dimetilo (DMC) mediante un proceso de transesterificación con metanol. Los principales métodos de producción para la entrada a los carbonatos cíclicos se basan en procesos de carbonilación o carboxilación. Los anteriores se llevan a cabo mediante la reacción de dioles con fosgeno nocivo o con derivados carbonílicos menos tóxicos, como carbonatos de dialquilo o urea. A pesar de que el método del fosgeno es fácil de reconocer y requiere condiciones de temperatura suaves, tiene el inconveniente de utilizar un reactivo altamente tóxico y peligroso. Además, esto presenta dos desventajas diferentes: la baja selectividad en los productos de reacción y el costo de descartar HCl, que se forma en sumas estequiométricas. Los otros dos métodos, si bien son cursos más respetuosos con el medio ambiente, presentan los problemas de requerir medidas estequiométricas de carbonatos orgánicos o urea, que tienen un costo, la necesidad de altas temperaturas (T > 130 ◦C) y de costosos impulsos que dependen de óxidos metálicos. Además, dado que las reacciones diseñadas son reversibles, el cambio rara vez se completa y son necesarios pasos de partición monótonos. Debido a las reacciones con urea, es obligatoria la reutilización de sales aromáticas que se forman en sumas estequiométricas. En cuanto a la estrategia de carboxilación, generalmente se cultiva mediante la reacción de CO2 con olefinas y oxígeno, o directamente CO2 con epóxidos o dioles. A pesar de que estas estrategias son preferibles al proceso del fosgeno, ya que tienen la ventaja de utilizar una sustancia que daña la capa de ozono, sufren los efectos nocivos de otros problemas, que actualmente siguen sin resolverse.que se utilizan como materias primas para la industria en un amplio espectro de aplicaciones: disolventes de desengrasado, diluyentes de resinas epoxi y poliuretanos, aditivos para rellenos, intermedios sintéticos para la mezcla de policarbonatos y otras sustancias poliméricas y para la unión de carbonato de dimetilo (DMC) mediante un proceso de transesterificación con metanol. Los principales métodos sintéticos para el acceso a carbonatos cíclicos se basan en procesos de carbonilación o carboxilación. Los primeros se consiguen reaccionando los dioles con fosgeno nocivo o con derivados carbonílicos menos tóxicos, como carbonatos de dialquilo o urea. Aunque el proceso del fosgeno es fácil de detectar y requiere condiciones de temperatura suaves, tiene el inconveniente de utilizar un reactivo altamente tóxico y peligroso. Además, esto presenta dos inconvenientes diferentes: la baja selectividad en los productos de reacción y el coste de descartar HCl, que se forma en sumas estequiométricas. Las otras dos estrategias, aunque son más respetuosas con el medio ambiente, presentan los problemas de requerir medidas estequiométricas de carbonatos orgánicos o urea, que tienen un costo, el requisito de altas temperaturas (T > 130 ◦C) y de costosos impulsos que dependen de óxidos metálicos. Además, dado que las reacciones de ingeniería son reversibles, el cambio rara vez se completa y son vitales los pasos de partición monótonos. Debido a las reacciones con urea, es obligatoria la reutilización de sales aromáticas que se forman en sumas estequiométricas. En cuanto a la estrategia de carboxilación, generalmente se cultiva respondiendo CO2 con olefinas y oxígeno, o directamente CO2 con epóxidos o dioles. A pesar de que estas estrategias son preferibles al proceso del fosgeno, ya que tienen la ventaja de utilizar una sustancia que daña la capa de ozono, experimentan los efectos nocivos de otros problemas, que en realidad siguen sin resolverse.que se utilizan como materias primas para la industria en un amplio espectro de aplicaciones: disolventes de desengrasado, diluyentes de resinas epoxi y poliuretanos, aditivos para rellenos, intermedios sintéticos para la mezcla de policarbonatos y otras sustancias poliméricas y para la unión de carbonato de dimetilo (DMC) mediante un proceso de transesterificación con metanol. Los principales métodos sintéticos para el acceso a carbonatos cíclicos se basan en procesos de carbonilación o carboxilación. Los primeros se consiguen reaccionando los dioles con fosgeno nocivo o con derivados carbonílicos menos tóxicos, como carbonatos de dialquilo o urea. Aunque el proceso del fosgeno es fácil de detectar y requiere condiciones de temperatura suaves, tiene el inconveniente de utilizar un reactivo altamente tóxico y peligroso. Además, esto presenta dos inconvenientes diferentes: la baja selectividad en los productos de reacción y el coste de descartar HCl, que se forma en sumas estequiométricas. Las otras dos estrategias, aunque son más respetuosas con el medio ambiente, presentan los problemas de requerir medidas estequiométricas de carbonatos orgánicos o urea, que tienen un costo, el requisito de altas temperaturas (T > 130 ◦C) y de costosos impulsos que dependen de óxidos metálicos. Además, dado que las reacciones de ingeniería son reversibles, el cambio rara vez se completa y son vitales los pasos de partición monótonos. Debido a las reacciones con urea, es obligatoria la reutilización de sales aromáticas que se forman en sumas estequiométricas. En cuanto a la estrategia de carboxilación, generalmente se cultiva respondiendo CO2 con olefinas y oxígeno, o directamente CO2 con epóxidos o dioles. A pesar de que estas estrategias son preferibles al proceso del fosgeno, ya que tienen la ventaja de utilizar una sustancia que daña la capa de ozono, experimentan los efectos nocivos de otros problemas, que en realidad siguen sin resolverse.que tienen un coste, el requisito de altas temperaturas (T > 130 ◦C) y de costosos impulsos que dependen de óxidos metálicos. Además, dado que las reacciones de ingeniería son reversibles, el cambio rara vez se completa y son vitales los pasos de partición monótonos. Debido a las reacciones con urea, es obligatoria la reutilización de sales aromáticas que se forman en sumas estequiométricas. En cuanto a la estrategia de carboxilación, generalmente se cultiva mediante la reacción de CO2 con olefinas y oxígeno, o directamente CO2 con epóxidos o dioles. A pesar de que estas estrategias son preferibles al proceso del fosgeno, ya que tienen la ventaja de utilizar una sustancia que daña la capa de ozono, experimentan los efectos nocivos de otros problemas, que en realidad siguen sin resolverse.que tienen un coste, el requisito de altas temperaturas (T > 130 ◦C) y de costosos impulsos que dependen de óxidos metálicos. Además, dado que las reacciones de ingeniería son reversibles, el cambio rara vez se completa y son vitales los pasos de partición monótonos. Debido a las reacciones con urea, es obligatoria la reutilización de sales aromáticas que se forman en sumas estequiométricas. En cuanto a la estrategia de carboxilación, generalmente se cultiva mediante la reacción de CO2 con olefinas y oxígeno, o directamente CO2 con epóxidos o dioles. A pesar de que estas estrategias son preferibles al proceso del fosgeno, ya que tienen la ventaja de utilizar una sustancia que daña la capa de ozono, experimentan los efectos nocivos de otros problemas, que en realidad siguen sin resolverse.

 

Descargo de responsabilidad: este resumen se tradujo utilizando herramientas de inteligencia artificial y aún no ha sido revisado ni verificado.