Investigadores convierten metano en medicina con un innovador catalizador

El metano, uno de los componentes principales del gas natural, ha sido tradicionalmente utilizado como fuente de energía, pero su potencial como materia prima para la industria química ha sido poco explorado. Un grupo de investigadores liderado por Martín Fañanás del Centro de Investigación en Química Biológica y Materiales Moleculares (CiQUS) de la Universidad de Santiago de Compostela, logró un avance significativo al desarrollar un método para convertir metano en compuestos químicos valiosos, incluyendo medicamentos.

Este innovador proceso se basa en un catalizador de hierro diseñado específicamente para ser activado por luz LED. La investigación, publicada en la revista Science Advances, destacó la síntesis por primera vez de un compuesto bioactivo, el dimestrol, un medicamento utilizado en terapia hormonal, directamente a partir de metano. Este hallazgo abre nuevas posibilidades para utilizar un gas abundante y económico en la fabricación de productos farmacéuticos.

Los científicos se centraron en una reacción química conocida como alianza, que permite agregar un grupo químico llamado grupo alilo a las moléculas de gas. Este grupo actúa como un "mango" funcional que facilita la posterior modificación de la molécula. Sin embargo, uno de los principales desafíos fue evitar reacciones secundarias indeseadas que podrían afectar la eficiencia del proceso.

Para superar este obstáculo, el equipo diseñó un catalizador supramolecular especializado. Según explicó el profesor Fañanás, "la clave de este avance radica en el diseño de un catalizador basado en un anión tetrachloroferrate estabilizado por cationes colidinio, que modula efectivamente la reactividad de las especies radicales generadas en el medio de reacción". Este enfoque permite gestionar los intermediarios radicales altamente reactivos para dirigir la transformación deseada sin provocar reacciones secundarias no deseadas.

Además de su precisión química, el método también destaca por sus ventajas ambientales. Al utilizar hierro, un material económico y menos tóxico que los metales raros comúnmente empleados en la química catalítica, y al operar bajo condiciones de temperatura y presión moderadas, se reduce el impacto ambiental y el consumo energético.

Este descubrimiento forma parte de un esfuerzo de investigación más amplio apoyado por el Consejo Europeo de Investigación (ERC), que busca convertir los componentes principales del gas natural en productos químicos más valiosos. La investigación también ha permitido combinar estos gases con cloruros de ácido para producir cetonas de importancia industrial en un solo paso, fortaleciendo la posición del CiQUS como líder en el desarrollo de estrategias innovadoras para utilizar materias primas abundantes de manera más efectiva.

Transformar el gas natural en intermediarios químicos flexibles podría ampliar las opciones industriales y reducir gradualmente la dependencia de las materias primas petroquímicas tradicionales. La investigación se beneficia de un sólido entorno científico en el CiQUS, que cuenta con la acreditación CIGUS del gobierno gallego en reconocimiento a su excelencia e impacto en la investigación.