La Evolucion de La Quimica-Prini

7/24/2019 La Evolucion de La Quimica-Prini

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LA EVOLUCION DE LA QUMICA:entre 1980 y principios del silo !!I

Roberto Fernndez Prini


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Entre 1970 y 1980 comenz a hacerseevidente para la sociedad mundial ue lasactividades humanas pod!an a"ectarpro"undamente a la bios"era#

$ partir de ese per!odo la ima%en de la&'()*+$ su"ri un %ran despresti%io alpensarse, de manera in%enua,ue erauna actividad con "uerte in"luenciane%ativa sobre el medio ambiente#


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Ahora imaginemos que

eliminamos todos losprocesos de transformacinqumica, entoncestendramos

Difcilmente sepodran abasteceren formasostenible lasnecesidades de6.700 millones de

seres humanos


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Poco a poco, se tom conciencia de ue la u!mica

hab!a contribuido decididamenteal pro%reso de lasociedad humana#

En %ran medida ese cambio de actitud se debi aue, a partir de 1990, los u!micos revisaron la

manera cmo realizaban su traba-o#. "ueron de los primeros en hacerlo#


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a la qumica en conjunto con el medio

ambiente

Se tuvo en cuentaque la sociedad moderna se preocupa m!s " m!s por el medioambiente, que es donde transcurre su e#istencia $la biosfera%.

que el n&mero de sustancias producidas por sntesisqumica " los intermediarios que se generan ha inquietado ala sociedad por el efecto delet'reo que puedieran tener.

AS( S) *+*-/ 1) deba considerarse2

LA "A#$N DEL CAM%IO


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-A 3)S4)S5A )2

una u!mica sostenible, es decir una u!mica ue tienemuy en cuenta el impacto de su actividad sobre el medioambiente#

LA QUMICA VERDE

Los procesos de&en dise'(rse p(r( )*ese(n (+&ient(l+ente (+i(&les, eso es+e-or )*e (.ect(r el (+&iente y l*eo&*sc(r de re+edi(r el d('o


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*AS+

-a qumica tradicional basaba el '#ito de unareaccin de sntesis en la cantidad de sustanciaque era transformada en el producto deseado.

)n este proceso se utilian altas presiones " un

reactivo carcinog'nico

benceno !cido adpico $/-+%

53AD8*8+A-9)5) no se tenan en cuentalas otras sustancias empleadas, ni a los

subproductos in&tiles que se producan.

$/E)


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Algunos principios estrat'gicos de laqumica sostenible

o generar desechos, en lugar de producirlos " luego tratar deremediar el da:o que puedan producir.

9inimiar el uso de sustancias " procesos intrnsecamente

peligrosos $to#icidad, e#plosin, etc.%

)conoma de !tomos2Contabiliza cuntos tomos del total presente en losContabiliza cuntos tomos del total presente en losreactivos se encuentran en la sustancia sintetizada.reactivos se encuentran en la sustancia sintetizada..

)vitar el uso de sustancias no esenciales $solventes, etc.%.

3equerimientos de energa e insumos mnimos " renovables

sar preferentemente m'todos catalticos.

-as sustancias a sintetiar deben dise:arse para que una veutiliadas se degraden ambientalmente


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9uchas veces se ha intentado resolver problemasde contaminacin del medio ambiente utiliandosustancias o procesos alternativos,

Sin embargo se pueden producirconsecuencias inesperadas.


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DDT


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/etr(etil plo+o

0s

+etil ter&*til ter

nalmente

IOCOM USTI LES


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De l( certe2( s(len los errores3 los

errores prod*cen certe2(4L( %(ls( de 5iedr(3 os Saramago)

Estas situaciones muestran cmo

avanza el conocimiento y, por lo tanto,la ciencia#


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L( )*6+ic( (ct*(l no solo est7dedic(d( ( l( s6ntesis de n*e(ss*st(nci(s 4*niones )*6+ic(s sino )*e

se reconoce l( i+port(nci( decontrol(rl(s inter(cciones entre l(s+olc*l(s


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Del reinado de las uniones qumicas$uniones entre !tomos%,

a la consideracin de las importantes unionesd'biles $interacciones entre mol'culas%.

A E 5A$


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*+;


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2$ &'()*+$ aparece as! como la

ciencia de la comunicacin, elreconocimiento y elcomportamiento

$ 3*4E2 )52E+'2$R

;*e est( isi


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En la actualidad,la &u!mica resulta base del desarrollode muchas v!as alternativas para solucionar problemasen distintos campos#

2$ $RE$ +*E3(F*+$ E $5R$ F'ERE)E3E*3ER/*+*P2*+$R*$, la "!sica, la biotecnolo%!a, la

biolo%!a molecular, la in%enier!a, etc# son tambi:nmuy importantes. in embar%o en muchos casos lau!mica cumple un rolcentral#

SIGLO XXI


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N*estro +*ndo es +*y co+ple-o3 y =oy p(r(resoler los r(ndes pro&le+(s del des(rrollo

de&e =(cerse *so creciente del5"INCI5IO 5"ECAU/O"IO

**Anticipar el impactosobre salud, seguridad y

ambiente de la actiidad y tomar las debidas

precauciones de protecci!n, sin de"ar de alentar el

progreso para bene#icio de la sociedad y el ambiente$

**La incertidumbre cient%#ica no debe usarsecomo

argumento para posponer medidas importantes&ue sean

cos 'e##ec i ey eiten el deterioro ambiental$

**Entre las recomendaciones del (rincipio (recautorio

est) la reducci!n de las brecase+istentes en el

conocimiento cient%#ico$


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$s! resulta como una ense;anza muy importante ueista una solucinde"initiva paraun dado problema ?v#%r#produccin no contaminante de

ener%!a@, e>isten paliativos temporales#

PER5 +'*/$/5#####, pueden ser de valor solo en al%unascircunstancias sin ue conven%a %eneralizar su uso

?//, biocombustibles@#


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solucin

problema

consec*enci(s

Resolver un problema en "orma aislada es peli%roso

Por esto resulta necesaria lae>istencia de unacomunidad cient!"ica localde e>celencia


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L( )*6+ic( sosteni&le o erde=( contri&*ido (l

re.or+*l(r s*s &(ses de (cci


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L( )*6+ic( sosteni&le o erde=(

re.or+*l(do s*s &(ses de (cci


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El escepticis+o p*ede lle(r ( *n( (plic(ci


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5ri+ero e-e+plos t6pic(+ente)*6+icos3 (l*nos deellos inol*cr(n princip(l+ente .*er2(s

inter+olec*l(res 4sin .or+(r o ro+per *nionesco(lentes

e &(s(n en conoci+ientos y( eistentes3 (=or( se*tili2(n de +(ner( siste+7tic(

En todos los c(sos el conoci+ientocient6.ico &7sicoes i+prescindi&le

L*eo e-e+plos de tr(&(-os cient6.icos conp(rticip(ci


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Por qu es necesario contar conotros solventes? (Solventes

benignos)

La mayora de los rocesos qumicos

ocurren en soluc!"n.

# esar de la recueraci"n de solventes$ laemisi"n de estas sustancias al medio

ambiente es muy imortante.

A65B

4rimer e>emplo2 se plantea la necesidadde reemplaar los solventes tradicionales


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-A 9A?,85.D D)- 43+@-)9A

%% &n &&. ''. milliones de toneladas de *+,-s

se descargan anualmente a la atm"sera.%% /os tercios de todas las emisiones industriales y

un tercio de todos los *+,-s son solventes.

0#llen and S1onnard$ .

Estos n=meros si%uieron casi inalterados hasta 600C


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-a alternativa de los solventes

benignos

Lquidos i"nicos2 sustancias i"nicas de bajo

unto de usi"n y baja resi"n de vaor.

3luidos Suercrtios (3S*)2 Por encima de la

temerature crtica del solvente no 1ay

dierencias entre vaor y lquido (una sola

ase).


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Be(.l*oro .os.(to de 1n&*til3di+etili+id(2olio

/ienen +*y

&(-( presi


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so de solventes supercrticos

Descafeiniacinde caf' " t'.)#traccinfragancias,sabores, aceites esenciales.

4rocesos de limpiea

industrial " dom'sticos.)ncapsuladode f!rmacos.4inturas" recubrimientos.


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4ambin ara las reacciones de la

qumica verde

cataliador sustrato solvente

Ryo-i 3oyori, Premio 3obel de &u!mica en 6001


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e nuestro traba"o reciente

2a estructura del "luido 65 tiene otras caracter!sticasue la producida por un par inico de contacto, y

desestabiliza al +*P con su primera capa de hidratacin

0,D e4


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E-emplos de herramientas de la u!mica ue yaeran conocidas, pero ue ahora se aplican demanera creciente y sistemtica como "ue el caso de

los soventes beni%nos#

PostGinnotes< compuestos "luorados ?19D0@

$utoensamblado ?1960@

'niones hal%eno ?19H0G1970@


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Co+p*estos .l*or(dos 4postCin notes


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6ormacin de micelas en agua$molculas anfiflicas)

5ruos no olares o 1idro"bicos

5ruos i"nicos o con osiblidad de uni"n 1idr"geno

AU/OENAM%LADO


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Z d/nm E/kJ mol1

H 0,303 13,19

F 0,285 23,32

N-----I distancia van der aals 0,353 nm

3F &ipiridilo # p&enceno

'niones hal%eno

on +7s r6id(s )*e l(s

*niones =idr


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M*y *s(dos en l( s6ntesis de pol6+eros y

de estr*ct*r(s crist(lin(s

@i i d l ! id d i ! d


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cis-cis6cido muc"nico 6cido adico

/7glucosa87de1idros1i9imato

@iosntesis del !cido adpico, m!s acorde conlos principios de la qumica sostenible

El solvente es65, pero nose %eneransustanciast>icas

catalizador


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308,5 g

60 g

206 g

206 g

514,5 g

266 g

R$/*+*53$2

4ER/E ?I+@

/esechosProductosReactivos

8buprofeno, analg'sico

Econo+6( de 7to+os:Mis+o re(ctio3 tres et(p(sy prod*cto +7s &(r(to

#rsc#or%JeducationJteachersJ%reenJibopro"enJinde>#htm


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K K

Esuema u!mica combinatoria

e pueden sintetizar en una operaci!n muc"os

anlogos #ue luego se veri$ica si tienen utilidadcomo medicamentos.

%i$icultades& #uiralidad 'rigidez estructural


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Otros e-e+plos de l(necesid(d de l( )*6+ic(

Ener6(:


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# $banades et al#LEner%y, D1, 680H ?600C@M

e analizaron 680 ciclos termou!micos ue produ-eran 6#

obre la base de los si%uientes criterios@Fe65K y 65 Nn0#>3i?1G0#>@Fe65KyK y 6produccin de hidr%eno ?800 S 1600 O+@

Reciclado ue produce o>!%eno ?1000 S 1600 O+@56y 6se producen en cmaras separadas

e estima hoy un costo de T 0,0CJQh, lo ue escompetitivo con el costo de %enerar hidr%eno porre"ormado de combustibles "siles o derivados, si sea%re%a el impuesto por %eneracin de +56#

G i&ili d t t i l


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!eldas solares "otovoltaicas sensi#ili$adas concolorante% &i'2rec(#ierto con colorantes.

)or a*ora tienen menor e"iciencia +(e las de silicio, sonms ro#(stas esta#les. ste es (n camino +(e se

elora crecientemente (tili$ando los conocimientos de la(mica

G ensi&ili2(dores y otros +(teri(les


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ambi:n se utilizan con :>ito l!uidos inicos paradisolver el sensibilizador ue lue%o se deposita sobre

i56LUrVtzel y colaboradores, W$+ ?600C@M

I?+3@etil,metil imidazol


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M(teri(les:


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+emento y concreto elaborado con escorias y cenizas dealtos hornos#

KEn medio alcalino se polimerizan "ormando %eopol!merosde cadena lar%a, se a%re%an arena, rocas y re"uerzos deacero, a los ue se adhiere "uertemente#

Reduce en un 80 X el +56producido en la "abricacin dePortland# Por ahora para construcciones de poco ries%o?principio precautorio@

1 Geocemento HECrete3 #eo&ond


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nano"ibras andamios "ibrilares

P:ptidos especialmente dise;ados con lar%as colas hidro"bicas seautoensamblan en medio acuoso# e las propone como andamios uepermiten el recrecimiento de "ibras nerviosas da;adas

>G M(teri(les p(r( l( +edicin(

4# ysselin%G)attiace et al#, W# 3eurosci#, 68, D81 ?6008@


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(os #u)micos *+. as"ir- "an desarrollado un mtodopara pesar clulas individuales ' determinar su masadurante el crecimiento.

/tilizan voladizos *cantilevers- de iderivatizado'mediante campo elctrico pueden ad"erir las clulas alos voladizos.

ensores


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&'()*+$ I*5)*)Y*+$

No hay qumico ms inventivo que la natuale!a


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20 m

4icrora"a de la s(er"icie de (na *o6a de loto

60 m

I/EMA B%"IDO


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+able molecular?clustersde Fe@

adherido con un ditiol

Fotosistema * ?natural@,"uente electrones muy

reductores

+atalizador,nanopart!culas

de $u o Pt

Urimme, et al#, W$+,1D0, CD08 ?6008@

I/EMA B%"IDO

;(cilit( *n c(+inor7pido y e.iciente

p(r( tr(ns.erirelectrones


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6ormacin de micelas en agua

$molculas anfiflicas)

5ruos no olares o 1idro"bicos

5ruos i"nicos o con osiblidad de uni"n 1idr"geno

la bala m!gica


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Disuelve las drogas

Detergente

cabeas positivas5ama:o2 B0 nm4otencial2 C;0 m

:embrana celular negativa


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4es!culasultrade"ormables?("er et al., @cience, 319, 59A 72008B

Ca letra 4 se o#t(vo tranortando A00 molDc(las

*acia osiciones de"inidas en el #lanco


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Espero =(&erles +ostr(do c


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Re"ormin% ith steam o" methane, alcoholsand other hydrocarbonous substances, it

produces synthesis %as ?+5K6@


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Fig. 3. (A) Fluorescence micrograph of the assembled pattern described in

Fig. 2, imaged with TIF e!citation. The image was a"eraged o"er ##$

frames, with %$ ms of integration time each. &ecause of the diffraction limit,

indi"idual fluorophores cannot be resol"ed spatiall' but can be resol"edtemporall'. () and () show time traces of the two diffraction*limited 3 + 3*

pi!el*sied spots - and 3, e!hibiting the t'pical stepwise bleaching of one and

two single fluorophores, respecti"el'. (&) orrelation anal'sis of the number

of successfull' transferred units as udged b' the AF/ transfer protocols and

the number of bleaching steps in the fluorescence. (0) The capital letter /

written b' transporting #$$ molecules from the depot area to defined positionsat the target area. It was assembled with a tip that had alread' been used to

transport more than %$$$ molecules from the depot to the target area. These

results demonstrate the long*term stabilit' of the tip functionaliation
http://ovidsp.tx.ovid.com/spb/ovidweb.cgi?View+Image=00007529-200802010-00011%7CFF3&S=IGCMFPJLINDDKJBHNCHLEEGJGFPPAA00&WebLinkReturn=Full+Text%3dL%7cS.sh.15.16.18.40%7c0%7c00007529-200802010-00011http://ovidsp.tx.ovid.com/spb/ovidweb.cgi?View+Image=00007529-200802010-00011%7CFF3&S=IGCMFPJLINDDKJBHNCHLEEGJGFPPAA00&WebLinkReturn=Full+Text%3dL%7cS.sh.15.16.18.40%7c0%7c00007529-200802010-00011

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