Estrategias de Química Verde aplicadas a la fabricación de Vitamina K3

Abstract

La producción industrial de bisulfito sódico 2-metil-1,4-naftoquinona (MSB) se realiza a partir de 2-metil-1,4-naftoquinona (menadiona), proveniente de la oxidación de 2-metil-naftaleno con dicromato de sodio. El MSB se utiliza como vitamina K3 sintética para la alimentación animal. Para cumplir con los principios de la Química Verde, la obtención del MSB podría ser diseñada sin el uso de sustancias tóxicas, como el dicromato de sodio. En la literatura se pueden encontrar numerosas investigaciones donde se realiza la oxidación de 2-metil-naftaleno sin cromo, pero hasta el momento ninguna resulta ser económicamente rentable y escalable a nivel industrial. Varios bioadsorbentes han sido estudiados para la remoción de cromo en efluentes acuosos. Entre ellos, el quitosano, es un polisacárido lineal compuesto por residuos N-acetil-D-glucosamina y D-glucosamina que pueden servir como sitios de coordinación capaces de formar complejos con metales. Este proyecto propone estudiar formas alternativas de filtración del crudo de reacción de síntesis de MSB para lograr la disminución de cromo presente en el producto final del proceso industrial actual. Se buscó una aproximación en concordancia con el primer principio de la química verde (evitar la producción de residuos) ya que el cromo retenido podrá ser reutilizado en el proceso industrial. Se caracterizó la adsorción del cromo en quitosano mediante su cinética y el estudio del equilibrio de la reacción, y se evaluó la reutilización del adsorbente. Posteriormente se realizó la síntesis de nanoquitosanos mediante dos estrategias de trabajo, y los adsorbentes obtenidos se evaluaron de la misma forma que los quitosanos comerciales. El sistema con quitosano fue capaz de adsorber el cromo en el crudo de reacción sin interferir con el rendimiento de esta. Se ajustó a una cinética de seudo segundo orden y al modelo de isoterma de Langmuir. Asimismo, se estudió la posibilidad de reutilizarlo en adsorciones sucesivas y se obtuvo un rendimiento de adsorción que lo hacen un material interesante para su uso industrial en esta aplicación.