Síntesis de sílicas mesoporosas a partir de un moldeante renovable para el desarrollo de catalizadores heterogéneos enzimáticos

CARRILLO, GERMÁN; FERRERO, GABRIEL ORLANDO; VASCHETTO, ELIANA GABRIELA; EIMER, GRISELDA ALEJANDRA

Rio Cuarto

Encuentro; NANO 2022 - XXI Encuentro de superficies y materials nanoestructurados; 2022

Universidad Nacional de Rio Cuarto, Córdoba, Argentina

En el presente trabajo se ha abordado el desarrollo de catalizadores mesoporosos enzimáticos heterogéneos a partir de una síntesis novedosa que se basa en el empleo de una materia prima renovable proveniente de la industria oleoquímica, el monoestearato de glicerilo (MEG) como moldeante o porógeno de la estructura, con gran interés científico tecnológico, menores costos que otros porógenos convencionales y alta disponibilidad comercial. La síntesis del material se llevó a cabo empleando como reactivos: el tetraetoxisilano (TEOS) como fuente de Si, el porógeno MEG como director de la estructura, etanol como solvente, HCl como regulador de pH y NaF como inductor de la condensación de la sílice. Luego de tres días de tratamiento hidrotérmico a 80 °C, filtración, secado a 60 °C durante 24 h y de calcinación con flujo de aire a temperatura controlada, se obtuvo la sílice mesoporosa que fue identificada como “Matriz MEG”, la cual fue caracterizada por isotermas de adsorción/desorción de N2, área superficial por método BET, Difracción de Rayos X (DRX) y Espectroscopía de Infrarrojo (IR). La Fig. 1A representa la isoterma y la Fig. 1B el DRX a bajo ángulo para este material, estas determinaciones indican que se trata de estructuras mesoporosas, arrojando un área de 347,06 m2/g [1]. Posteriormente, a través de la técnica de impregnación húmeda, se modificó la matriz con un contenido de Ca del 2,5 % p/p, utilizando CaCl2 como precursor. El material obtenido fue identificado como “Matriz MEG/2,5 Ca”. Por último, se realizó la inmovilización enzimática de la lipasa de Pseudomonas fluorescens sobre el material impregnado con Ca. El soporte fue incubado con una solución de dicha enzima en buffer fosfato dejándolo bajo rotación por 24 h. Luego se procedió al lavado, centrifugado y secado del material. Al nuevo sólido se lo denominó “Matriz MEG/2,5 Ca/PF”. En la Fig. 2 se observan los espectros IR de la enzima libre (rojo), de “Matriz MEG/2,5 Ca/PF” (violeta) y Matriz MEG/2,5 Ca (verde). Como se puede observar, la banda asignada al grupo amida (1645 cm-1) fue detectada solamente en Matriz MEG/2,5 Ca/PF, evidenciando que la inmovilización de la enzima en la matriz silícea ha sido efectiva [2]. Mediante el diseño de un material novedoso renovable, conjuntamente con la impregnación de Ca y la inmovilización de la enzima sobre el soporte mesoporoso obtenido, se ha logrado sintetizar un material híbrido de interés en procesos de química fina. Se prevé evaluarlo en la reacción de esterificación del alcohol isoamílico con ácido acético para obtener como producto el acetato de isoamilo, un éster con característico olor a banana usado en la industria alimenticia como aromatizante y saborizante.