Gran parte de lo que produce la industria química, a excepción de los metales, se deriva de recursos fósiles. El uso de biomasa renovable e incluso fuentes de un solo carbono, como el formaldehído, es necesario para aumentar la sostenibilidad de la industria química.

En un estudio publicado recientemente en RSC Advances, investigadores de la Universidad de Osaka han utilizado la irradiación de microondas para aumentar la idoneidad de la reacción de formosa como fuente de precursores para la producción de productos químicos industriales.

Una síntesis química clásica a partir del formaldehído es la reacción de la formosa, que produce una mezcla compleja de azúcares y alcoholes de azúcar. Las mezclas de productos complejos no son necesariamente útiles para los químicos, que a menudo necesitan una sustancia pura, por ejemplo, un solo azúcar, para las reacciones químicas posteriores. Hay pocos informes sobre el uso de la reacción de formosa para producir azúcares puros o alcoholes de azúcar que contienen una gran cantidad, por ejemplo, seis o más, de átomos de carbono. No hay informes que describan claramente cómo hacerlo usando irradiación de microondas, un medio común y ecológico de acelerar y aumentar la selectividad de las reacciones químicas. El uso de la irradiación de microondas para mejorar la utilidad de la reacción de formosa en la industria química es el objetivo que los investigadores buscaban lograr.

« La industria química tiene un problema de sostenibilidad, y el uso de formaldehído como precursor de síntesis química puede ayudar a resolver este problema », explica Akihito Hashidzume, autor principal del estudio. « Nuestras actualizaciones de la reacción de formosa agregan un valor sustancial a su utilidad en síntesis químicas posteriores ».

Los investigadores son los primeros en informar el resultado de cuando un reactivo de solución de formaldehído y un catalizador de hidróxido de calcio se exponen a 1 minuto de radiación de microondas a 150 °C. Cinco mililitros de reactivo se convirtieron en una mezcla que constaba de dos azúcares: uno que contenía seis carbonos (hexosa) y el otro que contenía siete átomos de carbono (heptosa). Sin descomposición en productos más pequeños, el rendimiento de la reacción fue de casi el 100%.

« Presumimos que la reacción de formosa en nuestro sistema procede sustancialmente en la superficie de los cristalitos de hidróxido de calcio en la mezcla de reacción », dice Hashidzume. « Dado que la reacción de formosa también puede ocurrir en superficies de minerales o meteoritos, nuestro trabajo también tiene posibles implicaciones intrigantes para comprender la síntesis prebiótica de azúcares ».

Este trabajo logró expandir la utilidad de la reacción de formosa para la industria química, acelerando la reacción y produciendo una mezcla de solo dos productos que pueden purificarse fácilmente. El sencillo diseño de reacción del que se informa aquí ayudará a los investigadores a mejorar la sostenibilidad de la producción de materias primas químicas, lo que resultará invaluable si se puede lograr escalar a mayores volúmenes de reacción.