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Valorización de aceites vegetales

 Los aceites y grasas naturales están compuestos predominantemente por triglicéridos (ésteres de glicerol) de ácidos grasos de cadena larga. Son materias primas importantes tanto para nutrición como en la industria oleoquímica para producir surfactantes, cosméticos, resinas, biodiesel y lubricantes, así como polímeros para aplicaciones especiales. Los aceites vegetales ofrecen también intresantes alternativas para obtener propanodioles, polioles, ácido acrílico, ácidos dicarboxílicos, y otros oxo-compuestos, lo cual permite la sustitución de compuestos petroquímicos. La producción mundial anual de aceites vegetales en 2018/2019 alcanzó 204 millones de toneladas, un sexto de las cuales se consumen en la industria química. Los productos oleoquímicos son biodegradables, no contribuyen al aumento del contenido de CO2 en la atmósfera, no acidifican los recursos acuíferos y contienen bajo nivel de azufre. La mayor parte de las reacciones oleo químicas de ésteres de ácidos grasos utilizan la función éster. Sin embargo, las reacciones que involucran el enlace C=C en la cadena alquílica, tales como epoxidación, metátesis, ozonólisis y dimerización están siendo crecientemente utilizadas industrialmente.

 Reacciones:

  • Valorización de derivados de aceites por reacciones de metátesis
    Los aceites vegetales son materia prima renovable para producir ésteres metílicos de ácidos grasos (FAME) los cuales pueden ser convertidos en productos químicos finos vía reacciones de metátesis. La presencia de un grupo éster en la molécula de FAME requiere el uso de un catalizador que tolere grupos funcionales y sea activo en fase líquida a temperaturas moderadas de reacción. El objetivo de nuestra investigación es desarrollar catalizadores sólidos activos y estables en la metátesis cruzada de FAME con olefinas funcionalizadas, tales como nitrilos, aldehídos y alcoholes. Los valiosos productos obtenidos en estas reacciones son de amplia utilización en la síntesis de feromonas y en las industrias de polímeros y fragancias.

  • Síntesis de monoglicéridos
    Se propone valorizar recursos derivados del procesamiento de aceites vegetales tales como los ésteres metílicos de ácidos grasos (FAME) y la glicerina. Mediante la glicerólisis de FAME promovida por catalizadores básicos es posible obtener monoglicéridos de amplia aplicación como emulsionantes en las industrias de alimentos, farmacéutica y cosmética.

  • Obtención de aceites saludables
    Se estudia la conversión parcial de los triglicéridos de los aceites vegetales comestibles en diglicéridos, mediante glicerólisis promovida por catalizadores básicos. En particular, se busca enriquecer los aceites con el isómero 1,3-diglicérido, cuyo metabolismo en el organismo no permite que se deposite como tejido adiposo.

  • Síntesis de alcoholes grasos
    Los alcoholes grasos son compuestos alifáticos con cadenas entre 6 y 22 átomos de carbono, unidos a un grupo hidroxilo en el carbono terminal. Se los emplea como surfactantes en el mercado de detergentes debido a sus excelentes propiedades de lavado y su elevada biodegrabilidad. Existen procesos industriales que permiten su obtención por hidrogenación de FAMEs, empleando altas temperaturas y elevadas presiones de H2. Nosotros investigamos una ruta alternativa de síntesis de alcoholes grasos a partir de FAMEs por reducción vía transferencia de hidrógeno y de hidruro en fase líquida, empleando hidruros metálicos como donantes de hidruros y alcoholes de cadena corta como donante de hidrógeno.

    • Publicaciones recientes

    • Reduction of vegetable oil-derived fatty acid methyl esters toward fatty alcohols without the supply of gaseous H2, A. Vallejo Orrego, C.A. Ferretti, V.K. Díez, JAOCS, 97(9), 1029-1042 (2020)

    • 1,3-Diglyceride-rich edible oils from glycerolysis of vegetable oils. Effect of the catalyst basic properties, L.A. Dosso, P.J. Luggren, J.I. Di Cosimo, Latinam. Appl. Res., 50(2), 133-138, (2020).

    • Valorisation of plant oil derivatives via metathesis reactions: study of the cross-metathesis of methyl oleate with cinnamaldehyde. P.D. Nieres, A.F. Trasarti, C.R. Apesteguia, Molec. Catal., 481, 100612, 1-6 (2020).

    • Synthesis of edible vegetable oils enriched with healthy 1,3-diglycerides using crude glycerol and homogeneous/heterogeneous catalysis, L.A. Dosso, P.J.Luggren, J.I. Di Cosimo, JAOCS, 97(5), 551-561, (2020).

    • Plant oil valorization by cross-metathesis reactions: synthesis of fine chemicals from methyl oleate, A.F. Trasarti, E. Gonzalez, P.D. Nieres, C.R. Apesteguía, Latinam. Appl. Res., 50(2), 139-144 (2020).

    • Kinetic and theoretical study of the conversion reactions of methyl oleate with glycerol on MgO, C.A. Ferretti, J.I. Di Cosimo, Molec. Catal., 458, 230-239 (2018)

    • Equilibrium data for the cross-metathesis of fatty acid methyl esters with functionalized olefins: The case of methyl oleate with cinnamaldehyde, P.D. Nieres, A.F. Trasarti, C.R. Apesteguia, Data in Brief, 20, 190-195 (2018).

    • Diglyceride-rich oils from glycerolysis of edible vegetable oils, C.A. Ferretti, M.L. Spotti, J.I. Di Cosimo, Catal. Today, 302, 233-241 (2018).

    • Valorisation of vegetable oils by heterogeneous catalysis via metathesis reactions, P.D. Nieres, J. Zelin, A.F. Trasarti, C.R. Apesteguia, Curr. Opin. Green Sustain. Chem., 10, 1-5 (2018).

    • Healthy oils: A process to obtain diglyceride-rich edible vegetable oils, C.A. Ferretti, M.L. Spotti, J.I. Di Cosimo, International News on Fats, Oils and Related Materials, 29, 14-17 (2018).

    • Heterogeneous catalysis for valorisation of vegetable oils via metathesis reactions: Ethenolysis of methyl oleate, P.D. Nieres, J. Zelin, A.F. Trasarti, C.R. Apesteguía, Catal. Sci. Technol., 6, 6561- 6568 (2016).

    • Catalytic valorisation of vegetable oils: Cross-metathesis of methyl oleate with 3-pentenenitrile, P.D. Nieres, J. Zelin, A.F. Trasarti, C.R. Apesteguía, Eur. J. Lipid Sci. Technol., 118, 1722-1729 (2016).

    • Glycerolysis of methyl oleate on MgO: experimental and theoretical study of the reaction, P.G. Belelli, C.A. Ferretti, C.R. Apesteguía, R.M. Ferullo, J.I. Di Cosimo, J. Catal., 323, 132-144 (2015).

    • Valorisation of vegetable oils via metathesis reactions on solid catalysts: Cross-metathesis of methyl oleate with 1-hexene, J. Zelin, P.D. Nieres, A.F. Trasarti, C.R. Apesteguía, Appl. Catal. A: General, 502, 410-417 (2015).

    • Self-metathesis of methyl oleate on silica-supported Hoveyda-Grubbs catalysts, J. Zelin, A.F. Trasarti, C.R. Apesteguía, Catal. Comm., 42, 84-88 (2013).

    • Monoglyceride synthesis by glycerolysis of methyl oleate on MgO: catalytic and DFT study of the active site, C.A. Ferretti, S. Fuente, R. Ferullo, N. Castellani, C.R. Apesteguía, J.I. Di Cosimo, Appl. Catal. A: General, 413-414, 322-331 (2012).

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