ALQUINOS y furanos

ALQUINOS

Los alquinos son hidrocarburos que contienen enlaces triplescarbono-carbono. La fórmula molecular general para alquinosacíclicos es CnH2n-2 y su grado de instauración es dos. Elacetileno o etino es el alquino más simple, fue descubiertopor Berthelot en 1862.

El acetileno puede obtenerse a partir de óxido de calcio ycoke. En una primera etapa son calentados en horno eléctricopara formar carburo de calcio.

CaO+3C ------> CaC2 + CO2

En la segunda etapa el carburo de calcio reacciona con agua para formar acetileno.

CaC2 + 2H2O ------>Ca (OH)2 + C2H2

El acetileno fue usado en la industria para preparar acetaldehído, ácido acético, cloruro de vinilo y polímeros acrílicos. 

Los compuestos que tienen el triple enlace en un extremo dela cadena se denominan monosustituidos o alquinos terminales.De los alquinos disustituidos se dice que tienen un tripleenlace interno. El triple enlace carbono-carbono es un grupofuncional, que reacciona con muchos de los reactivos quereaccionan con el doble enlace de los alquenos.

Un aspecto que distingue a la química del acetileno y de losalquinos terminales es su acidez. Los compuestos que tienenel triple enlace en un extremo son los más ácidos de loshidrocarburos sencillos.

El acetileno es una molécula lineal con una distancia deenlace carbono-carbono de 120 pm y una distancia de enlacecarbono-hidrógeno de 106 pm.

Hay un progresivo acortamiento en la longitud del enlacecarbono-carbono en la serie etano (153 pm), etileno (134 pm)y acetileno (129 pm). La longitud del enlace carbono-hidrógeno también disminuye.

Cada carbono del acetileno tiene una hibridación sp y eltriple enlace contiene un componente s y dos componentes p.El componente s se forma cuando el orbital sp de un carbonoorientado de forma que su eje coincida con el ejeinternuclear, solapa con otro dispuesto en forma similar delotro carbono. Cada orbital sp contiene un electrón, y elenlace s resultante contiene dos de los seis electrones deltriple enlace. Los restantes cuatro electrones residen endos en laces   p cada uno formado por el solapamiento "lateral"de los orbitales p de los dos carbonos que contienen un únicoelectrón. La orientación de estos enlaces p se muestra en lafigura.

No sólo la longitud del triple enlace C (sp)-C (sp) es máscorta que el doble enlace C (sp2)-C (sp2), sino que tambiénla longitud del enlace simple C (sp)-C (sp3) en el propino esmás corta que la longitud del enlace simple C (sp2)-C (sp3)en el propeno. Este es otro ejemplo de la regla general deque el aumento del carácter s de los orbitales conduce a unacortamiento del enlace.

Los anillos que no son suficientemente grandes para acomodaruna unidad lineal están desestabilizados por la tensiónangular. Entre los cicloalquinos, el ciclooctino es el máspequeño que es suficientemente estable como para ser aisladoy estudiado a temperatura ambiente. Sin embargo, esrelativamente reactivo y polimeriza. El siguiente homólogomás grande, el ciclononino, es más estable y puede guardarseindefinidamente.

De igual forma Los alquinos se nombran sustituyendo laterminación -ano del alcano por -ino. El alquino más pequeñoes el etino o acetileno. Se elige como cadena principal la

más larga que contenga el triple enlace y se numera de modoque este tome el localizador más bajo posible.

Los alquinos terminales tienen hidrógeno ácido de pKa =25 quese puede arrancar empleando bases fuertes, como el amiduro desodio en amoniaco líquido. La base conjugada (acetiluro) esun buen nucleófilo por lo que se puede utilizar en reaccionesde alquilación. La hiperconjugación estabiliza también losalquinos, el alquino interno es más estable que el terminal.

Podemos obtenerlos también por medio de reacciones deeliminación a partir de dihaloalcanos vecinales o gemínales.La hidrogenación catalítica los convierte en alcanos, aunquees posible parar en el alquenos mediante catalizadoresenvenenados (lindlar). El sodio en amoniaco líquido hidrogenael alquino a alqueno- trans, reacción conocida como reducciónmonoelectrónica.

Podemos ver Reactividad de alquinos; El sulfúrico acuoso enpresencia de sulfato de mercurio como catalizador hidrata losalquinos Markovnikov, dando cetonas. La hidroboración conboranos impedidos, seguida de oxidación con agua oxigenada,produce enoles que se tautomerizan a aldehídos o cetonas. Elbromo molecular y los HX se adicionan a los alquinos de formasimilar a los alquenos.

Orbitales que enlazan en los alquinos

Los alquinos tienen puntos de fusión y ebullición próximos alos de los correspondientes alcanos y alquenos. El tripleenlace introduce una cierta polaridad en la molécula debido aque los carbonos sp son más electronegativos que los sp3,generándose momentos dipolares. Los alquinos simétricos sonapolares ya que se cancelan los momentos dipolares.

El 2-butino es un alquino apolar ya que compensa los momentosdipolares de ambos enlaces.  El propino es polar por ser másintenso el momento dipolar del enlace C-C que el del C-H.

Los alquinos internos son más estables que los terminales.Esta diferencia de estabilidad puede apreciarse en lahidrogenación del 1-butino y 2-butino, el primero desprende69.9 kcal/mol frente a las 65.1 kcal/mol del segundo, estopone de manifiesto que el 1-butino posee más energía y porello es más inestable.

Los alquinos internos se estabilizan, al igual que vimos conlos alquenos, mediante la hiperconjugación.

De igual forma encontramos Isomerización de alquinosterminales Dado que los alquinos internos son más establesque los terminales, en presencia de bases se produce laisomerización desde el extremo de la cadena hacia posicionesinternas. Esta reacción se puede evitar trabajando atemperaturas bajas, por ello la base más utilizada es elamiduro de sodio en amoniaco líquido que permite trabajar a -33ºC.En presencia de bases (NaOH, NaOCH3) y bajo calefacción el 1-butino isomeriza a 2-butino.

Alquinos a partir de dihaloalcanos vecinales

Los dihaloalcanos vecinales eliminan mediante mecanismos E2, en presencia de amiduro, para dar alquenos halogenados que vuelven a eliminar en una segunda etapa para generar alquinos.

Alquinos a partir de diahaloalcanos geminales

También se pueden obtener alquinos a partir de dihaloalcanosgeminales mediante una doble eliminación con amiduro enamoniaco líquido.

Alquinos a partir de alquenos

Los alquenos se pueden halogenar con bromo, formandodihaloalcanos vecinales. Una doble eliminación con amiduro desodio en amoniaco líquido los transforma en alquinos.

Los dihaloalcanos vecinales pueden obtenerse a partir dealquenos mediante halogenación, lo que permite obtener untriple enlace en la posición del doble.  

Alquilación del acetileno

Los alquinos terminales tienen un hidrogeno ácido de PKa=25

que podemos arrancar empleando bases fuertes (amiduro en

amoniaco líquido). El anión formado es un nucleófilo capaz de

atacar a haloalcanos primarios, epoxidos, aldehídos o cetonas

generando enlaces carbono-carbono que permiten obtener

alquinos de un mayor tamaño. 

Los haloalcanos secundarios y terciarios no se puedenutilizar en este tipo de reacciones ya que conducen amecanismos E2 a causa del carácter fuertemente básico delnucleófilo.

Hidrogenación de alquinos a alcanos

Los alquinos se pueden hidrogenar en las mismas condicionesempleadas para hidrogenar alquenos. Como catalizador seemplea platino o paladio.

Hidrogenación de alquinos a alquenos

El empleo de catalizadores modificados (Lindlar) permiteparar la reacción en el alqueno. 

Las hidrogenaciones con el catalizador de Lindlar dan siemprealquenos cis. Este catalizador está formado por paladioprecipitado sobre carbonato de calcio y tratado con acetatode plomo y quinoleína.

Hidrogenación de alquinos a alquenos trans

La hidrogenación de alquinos con sodio metal disuelto enamoniaco líquido, da como producto alquenos trans.

En el mecanismo de esta reacción el triple enlace acepta unelectrón procedente del Na dando un anión radical. El aniónes protonado por el amoniaco dando lugar a un radical queacepta un segundo electrón formando un nuevo anión que vuelvea protonarse en una última etapa. El radical tiene dosposibles formas cis y trans, siendo la trans la más estable. 

Reacción de alquinos con boranos impedidos

La hidroboración seguida de oxidación con agua oxigenada dealquinos terminales genera aldehídos. Esta reacción esantimarkovnikov, con ataque del boro al carbono menossustituido. Para conseguir que la reacción se detenga en elalqueno se utiliza un borano impedido como puede ser elDiciclohexilborano o el Diisoamilborano.  

Mecanismo de la hidroboración

El mecanismo de la hidroboración transcurre en tres etapas:

1.- Adición del borano al alquino.

2.- Oxidación con agua oxigenada

3.- Estabilización del enol formado por tautomería.

Acidez de Alquinos

El enlace carbono - hidrógeno de alquinos terminales estápolarizado y muestra una ligera tendencia a ionizarse.

El Hidrógeno del propino es débilmente ácido, con un pKa =25.   Utilizando bases fuertes (NaH, LDA, NH2-) se puededesprotonar, obteniéndose su base conjugada -propinil sodio-una especie muy básica y nucleófila.

El propinil sodio generado en la reacción anterior puedeactuar como nucleófilo atacando a haloalcanos primariosmediante mecanismo SN2.

Las bases derivadas de alcoholes y agua son demasiado débilespara desprotonar los alquinos, estando los equilibrios ácido-base muy desplazados a la izquierda.

Un equilibrio ácido-base se desplaza hacia el ácido conjugadode mayor valor de pKa.

Propiedades y usos

Son insolubles en agua, pero bastante solubles en disolventesorgánicos usuales y de bajapolaridad: ligroína, éter, benceno, tetra cloruró de carbono.Son menos densos que el agua y sus puntos de ebulliciónmuestran el aumento usual con el incremento del número decarbonos y el efecto habitual de ramificación de las cadenas.Los puntos de ebullición son casi los mismos que paralos alcanos o alquenos con el mismo esqueleto carbonado.

Los tres primeros términos son gases; los demás son líquidoso sólidos. A medida que aumenta el peso molecular aumentanla densidad, el punto de fusión y el punto de ebullición.

Los acetilenos son compuestos de baja polaridad, por lo cualsus propiedades físicas son muy semejantes a la de losalquenos y alcanos.

El acetileno C2H2, es una molécula de gas rica en energía quelibera grandes cantidades de derivados cuando es descompuestoen carbón e hidrógeno.

El acetileno es un compuesto exotérmico. Esto significa quesu descomposición en los elementos libera calor, es por elloque su generación suele necesitar elevadas temperaturas enalguna de sus etapas o el aporte de energía química por otrométodo

Antiguamente el acetileno se utilizaba como fuente deiluminación y fue descubierto por el químico inglés EdmondDavy en 1836. Su producción creció ampliamente a partir delaño 1891 cuando el químico francés F. F. Moissan, desarrollóun método para la preparación a gran escala de carburo decalcio usando un horno eléctrico.

Además, el acetileno es un combustible con un altorendimiento energético y es muy útil en un amplio rango deaplicaciones. Es considerado un gas de múltiple uso en latecnología de corte y soldadura. El acetileno es siempre laalternativa correcta, sea para corte, soldadura o limpiezacon llama.

Otro de los usos principales que tiene el acetileno en laindustria moderna, es en la soldadura autógena y en el cortede piezas de acero con soplete oxiacetilénico. Dado que latemperatura de la flama de tales sopletes puede elevarsehasta unos 3,500 ºC, esta herramienta ha llegado aconsiderarse imprescindible en los trabajos mecánicos ya quese usa en la construcción de puentes y estructuras de aceropara edificios, reparación y reemplazo de tubos de escapeautomotrices, así como en la fabricación y reparación delocomotoras, automóviles, aeroplanos y muchas otras máquinas.

El acetileno es además un producto de partida importante enla industria química. Hasta la segunda guerra mundial unabuena parte de los procesos de síntesis se basaron en elacetileno. Hoy en día pierde cada vez más en importanciadebido a los elevados costes energéticos de su generación. Deigual forma, El potencial sintético del acetileno allana elcamino a varias aplicaciones de la industria química, porejemplo, para la producción de componentes de perfumes,vitaminas, aditivos de los polímeros, disolventes ycompuestos activos de superficie.

FURANOS

El primer derivado del furano fue descripto como ácido 2-furoico, por Car. Wilhelm Scheele en 1780. Otro derivadoimportante, el furfural fue descripto por Johann WolfgangDöbereiner en 1831 y caracterizado nueve años después porJohn Stenhouse. El furano como tal fue preparado por vezprimera por Heinrich Limpricht en1870, aunque en esa

oportunidad fue llamado como tetrafenol. El nombre furanoviene del Latín furfur que significa salvado.

Los furanos son compuestos volátiles, más o menos estables yde aroma agradable. El furano es ligeramente soluble en agua,a escala industrial se obtiene por descarbonilación en fasegaseosa del furfural. El furfural se obtiene a gran escala apartir de la acción de los ácidos sobre residuos vegetales,principalmente de salvado. El ácido hidroliza lospolisacáridos a pentosas, después de una serie dedeshidrataciones se obtiene el furfural.

Es un compuesto aromático que posee seis electronesdeslocalizados: cuatro pertenecientes a los dobles enlaces ydos del átomo de oxígeno, (uno de los dos pares no enlazadossolamente, que se encuentra en un orbital perpendicular alplano del anillo). Cada carbono aporta un electrón mientrasque el oxígeno aporta dos a la nube deslocalizada. Loscarbonos son híbridos sp2.

El furano puede encontrarse registrado con otros nombrescomo; Oxol, Furfurano, Oxido de divinileno pero segúnla IUPAC se conoce como Furano y su fórmula empírica esC4H4O. Es un compuesto orgánico heterocíclico, aromático,líquido claro, incoloro, altamente inflamable y muy volátil,con un punto de ebullición cercano al de latemperatura ambiente. Es tóxico y puede ser carcinógeno. Deesta forma sus propiedades pueden describirse:

Color: incoloro a marronoso Masa molecular: 68,08 g/mol Número CAS: 110-00-9 Densidad: 0,94 g/cm3 a 20 °C Punto de fusión: -85,6 °C (187,6 K) Punto de ebullición: 31,3 °C (304,4 K) Solubilidad en agua: 10 g/l a 25 °C

El anillo de furano se forma en diversos compuestos dediferente naturaleza biosintética. Ejemplos notables son lasalvinorina, el ipomeamarol, el óxido de carlina, la wierona,el perileno, el furomentano, las plakorsinas y lanufaridina.El anillo de tetrahidrofurano se encuentra ampliamentedistribuido en la naturaleza en forma de γ-lactonas yfuranosas.

El furano en forma aromática no se encuentra en elmetabolismo animal pero si en el vegetal. Por ejemplo, elperileno es un terpenoide encontrado en algunas plantas; apartir de su estructura se han sintetizado pigmentos rojos devarios tonos que se usan en materiales para artistas,plásticos y otras áreas. Los derivados del perilenofabricados por el hombre están catalogados como cancerígenosy contaminantes ambientales.

Están conformados por la unión de dos anillos bencénicos através de un anillo mono oxigenado. Presentan diversassustituciones de hidrógeno por cloro, por lo que se lesconoce como Policlorodibencil Furanos (PCDF). Se caracterizanpor tener propiedades altamente tóxicas. Existen 135 isómerospara los furanos que son generados en una gran variedad deprocesos industriales y de combustión. Están clasificadoscomo compuestos orgánicos persistentes y se encuentrandispersos en concentraciones pequeñas. En un proceso deincineración, estos compuestos se presentan principalmentedebido a las siguientes condiciones:

Estar presentes en la alimentación del incinerador a partir de precursores similares, como fenoles

clorados y bifenilos policlorados. Por síntesis por combustión incompleta en las diferentes

fases del incinerador, de acuerdo con los precursoresoriginados de especies orgánicas presentes en losresiduos y especies donadoras de cloro.

A partir de precursores organoclorados por reaccionestérmicas.

Por síntesis de novo a partir de productos químicos norelacionados.

El furano es un compuesto aromático que respeta la regla deHückel. El furano, posee seis electrones deslocalizados:cuatro pertenecientes a los dobles enlaces y dos del átomo deoxígeno (uno de los dos pares no enlazados solamente, que seencuentra en un orbital perpendicular al plano del anillo).Cada carbono aporta un electrón mientras que el oxígenoaporta dos a la nube deslocalizada. Los carbonos son híbridossp2.

El furano resulta entonces con una energía de resonancia deentre 62,3-96,2 kJ/mol. Esta energía es inferior a aquelladel benceno, del tiofeno y del pirrol. Por lo que el furanoes menos aromático que estos. Esta débil aromaticidad delfurano explica por qué el mismo actúa como un dieno cíclicoen ciertas reacciones de Diels-Alder.

El átomo de oxígeno posee un efecto mesómero como donante yun efecto inductivo electroatrayente. La deslocalización delpar libre de electrones contribuye al efecto mesómero deloxígeno mientras que la atracción de los electrones de losenlaces C-O hacia el átomo de oxígeno corresponden al efectoinductivo.

La naturaleza electroatrayente del oxígeno tiene efectossobre la distribución electrónica en el ciclo pero este hechono alcanza para que se contrarreste el efecto mesómero. Porconsiguiente, entonces, el oxígeno aporta globalmente unadensidad electrónica suplementaria al ciclo. Estacontribución electrónica del oxígeno se traduce por losvalores de densidad electrónica superiores a 1 para loscarbonos del ciclo.

El efecto mesómero donante del oxígeno da origen a una cargapositiva sobre el mismo y una carga negativa sobre loscarbonos en cuatro de las cinco estructuras resonantes delciclo.

El oxígeno posee además otro par de electrones que no estádeslocalizado. El furano es un compuesto plano e igualmente asus homólogos (tiofeno y pirrol), es un sistema π excedentedebido a la distribución de 6 electrones π deslocalizados encinco átomos; la densidad electrónica es por lo tantoclaramente más importante que en sus análogos del benceno.

Por otra parte, contrariamente a los ciclos aromáticossimples de 6 elementos, solo una de sus estructuras deresonancia es neutra; mientras que las otras formas existenen forma de zwitterión. Estas formas cargadas contribuyenminoritariamente al híbrido de resonancia, pero por estotambién, la química del furano será en parte aquella la delos compuestos aromáticos y en parte a aquella de los dienos.

En los residuos sólidos urbanos existen precursores defuranos debido a la presencia de cloro y/o anillos bencénicosen cierto tipo de productos de uso común como insecticidas,pesticidas y limpiadores, entre otros. Sustancias comobenceno, etilbenceno, tolueno, clorobenceno, cloroeteno,silvex, diclorometano, toxaphen, methoxychlor ytetracloroeteno, son algunos de los precursores de estecompuesto.

Los compuestos organoclorados han despertado mucho interésdebido a sus efectos tóxicos y características depersistencia en el ambiente, aún a muy bajas concentraciones.Entre ellos, los furanos son un grupo de 210 compuestosdiferentes divididos en 135 furanos, de los cuales sólo los17 congéneres clorados en las posiciones 2, 3, 7,8 se

consideran tóxicos, debido a su afinidad con el receptorintracelular Ah. Estos compuestos han presentado efectostóxicos en animales y humanos, tales como supresión inmune,alteraciones en la piel (cloracné), reducción del conteo deespermas y pérdida de peso corporal. También hacen parte dela lista de disruptores endocrinos desde 1993. Además, en2002 la dioxina 2,3,7,8-TCDD fue clasificada como carcinógenohumano por la Organización Mundial de la Salud (OMS), laAgencia para el Estudio del Cáncer (IARC) y la Agencia parala Protección del Ambiente de Estados Unidos (US EPA).

Los furanos nunca se han producido con fines comerciales,pero se generan como subproductos no deseados en industriasrelacionadas con el cloro y en procesos térmicos. Entreellos, la incineración de residuos se ha identificado como suprincipal fuente [4,5], razón por la cual, se exige elcontrol de las emisiones gaseosas de los incineradores enmuchos países incluyendo Colombia.

Los furanos presentan las siguientes características:

 Son muy estables. Permanecen en el aire, el agua y el suelocientos de años, resistiendo los procesos de degradaciónfísicos o químicos.

 No existen en la naturaleza, salvo en un par deexcepciones, por lo que los seres vivos no han desarrolladométodos para metabolizarlos y detoxificarlos. Resisten portanto la degradación biológica.

 Son más solubles en grasas que en agua, por lo que tienden

a bioacumularse (migran desde el ambiente a los tejidos delos seres vivos).

 Los furanos son poco solubles en agua (menos de 0.12 ppb),la solubilidad decrece cuando aumenta el número de átomos decloro (Cl), siendo más solubles en disolventes orgánicos ygrasas.

 Tienen una presión de vapor de 6.2 E -7 Pa, lo que las hacepoco volátiles.

 Son estables a temperaturas inferiores a 850ºC, y sedescomponen con relativa facilidad por la acción de la luz enpresencia de hidrógeno, pero cuando se incorporan al suelo oa las corrientes hídricas son prácticamente inalterables,persistentes y bioacumulables.

 Se han detectado residuos de estos compuestos en suelos,sedimentos, pescados, carne, leche de cabra, tejido adiposohumano y leche materna.

 El tiempo de vida medio de eliminación de 2, 3, 7,8-TCDD enhumanos es de 7-11 años aproximadamente.

Obtención

El furano se obtiene industrialmente mediante ladescarbonilación catalítica del furfural.

Síntesis de Paal-Knorr: Consiste en la deshidrataciónmediante P2O5 o (P4010) de un compuesto 1,4-dicarbonílicodando lugar al heterociclo furano.

Puede ser obtenido del furfuralpor oxidación y descarboxilación del ácido furano-2-

carboxílico resultante. El furfural puede ser obtenido porla destilación destructiva de la mazorca del maíz enpresencia de ácido sulfúrico.

Síntesis de Feist-Benary: Debido a la deslocalización del parde electrones del átomo de oxígeno por el anillo, π-excedente, el furano es más reactivo frente a la sustituciónelectrófila aromática que el benceno. No es resistente a losreactivos ácidos concentrados que se usan en la química delbenceno para efectuar la sulfonación y nitración.

El furano tiene carácter de dieno en la reacción de Diels-Alder, reaccionando con dienófilos pobres en electrones.

Reacción de Diels-Alder: En condiciones suaves, en medioacuoso acidificado, el furano hidroliza dando lugar alcorrespondiente compuesto 1,4-dicarbonílico. Reacción inversaa la de Paal-Knorr. La hidrogenación del furano mediantecatálisis heterogénea (esto implica un catalizador metálico)conduce al tetrahidrofurano. Reacción de Achmatowicz donde elfurano se convierte en un dihidropirano.

Se da como un subproducto de procesos industriales en los queinterviene el cloro, por ejemplo en la producción delplástico PVC, de plaguicidas y disolventes organoclorados.También durante procesos de combustión de compuestosorganoclorados, esto es que tienen carbono y cloro en sumolécula, como ocurre en los incineradores de residuospeligrosos o durante incendios accidentales de materiales oproductos clorados. La principal fuente de emisiónatmosférica de furanos son los incineradores de residuospeligrosos, de residuos domésticos, de residuos hospitalarioso el uso de residuos peligrosos como combustible alterno enlos hornos de cemento. Esto se debe a la presencia de cloroen residuos, tales como PVC, o pirorretardantes clorados quese usan en otros plásticos, plaguicidas o disolventesclorados.

Estas sustancias se pueden formar durante operacionesprimarias y secundarias del procesamiento de metales,incluyendo la producción de hierro y acero y la recuperaciónde chatarra metálica (McKay, 2002). Una fuente importante esla fundición secundaria de cobre debido a los residuos delforro del alambre que contiene cloro.

Estudios recientes sugieren que los furanos se pueden formaren ciertos procesos ambientales, tal es el caso de labiodegradación de compuestos fenólicos clorados, así como lafotólisis de moléculas fenólicas cloradas (McKay, 2002) Loscompuestos fenólicos clorados se ocupan en la manufactura del2, 4,5-triclorofenol (2, 4,5-TCP), el cual a su vez sirvepara producir hexaclorofenol (usado para matar bacterias) yel herbicida 2, 4,5-ácido triclorofenoxiacético (2, 4,5-T).

Algunos materiales o piezas que contienen furanos, formadosen alguna otra fuente, tienen el potencial de redistribuirloen el ambiente. Entre estas fuentes se encuentran los suelos,sedimentos, vegetación, materiales recubiertos conpentaclorofenol, etcétera.

Aplicaciones

El Furano se utiliza en la producción de lacas, comodisolvente para resinas y en la síntesis de productosquímicos para la agricultura (insecticidas), estabilizantes yproductos farmacéuticos (química fina).

Se usa principalmente como intermedio en la producciónindustrial de tetrahidrofurano.

Es útil también para sintetizar nitrofuranos, un grupo defármacos con actividad antibacteriana, antituberculosa eincluso antitumoral.

Prevención hacia la síntesis de estos compuestos

Por otro lado, hasta hace poco se creía que los furanos no sepodían producir de forma natural y que, por lo tanto, supresencia en el medio era debido a factores exclusivamenteantropogénicos. En 1980, se realizaron estudios quesugirieron que se podían formar pequeñas cantidades de estassustancias en procesos naturales de combustión, tales comoincendios forestales o erupciones volcánicas. Básicamente, esposible su formación en toda combustión de sustanciasorgánicas (no necesariamente cloradas), si se encuentranpresentes pequeñas trazas de un donador de cloro, porejemplo, un cloruro inorgánico. Recientemente, se ha tenidoevidencia de la formación de furanos a través de reaccionesenzimáticas en sustratos naturales, así como a través dereacciones fotolíticas (Casanovas, 1996).

Cabe señalar que cada fuente de producción origina perfilesde contaminación característicos. En los procesos decombustión se generan todos los congéneres posibles y se dalugar a perfiles de homólogos característicos sin predominiode ninguno en particular, mientras que en procesosindustriales se forman sólo unos determinados congéneres enmayor preferencia, propios de cada proceso (Casanovas, 1996).

Tanto científicos como organizaciones ecologistas agrupadasen la Red Internacional de Eliminación de ContaminantesOrgánicos Persistentes (conocida como IPEN por sus siglas eninglés) han señalado que es necesario adoptar el principioprecautorio y cambiar el modelo convencional de regulación(que establece niveles de ingestión y de emisión al ambientemáximo de furanos) por una política preventiva que busqueeliminar en lo posible las fuentes de generación decontaminantes. En el caso de las furanos, la opción esadoptar una política de elección de materiales y sustancias

tóxicas usadas en los procesos industriales que prevenga laformación de furanos y promueva formas de producción limpia.Este nuevo enfoque lleva a la búsqueda de soluciones quepermitan la sustitución de procesos industriales y laprohibición de ciertos materiales que puedan producirfuranos, por ejemplo: - En vez de usar gas cloro para elblanqueo de la pulpa de papel se puede usar peróxido dehidrógeno u oxígeno. Además, incrementar la demanda de papelno blanqueado. - Prohibir la incineración como forma detratamiento de residuos peligrosos, hospitalarios, domésticosy de su quema como combustible alterno en hornos cementeros.- En el caso de los plaguicidas químicos es posiblesustituirlos, desarrollando formas de control ecológico deplagas, que incluyen el uso de insecticidas botánicos demenor riesgo, el uso de agentes de control biológico(insectos, parásitos, hongos) y el cambio de manejo de loscultivos, introduciendo variedades más resistentes, formas defertilización que aumenten la diversidad biológica del suelo,rotaciones y asociaciones de cultivos, entre otras.

Purificación de gases

En la mayoría de los casos la eliminación de furanos tienenque considerarse conjuntamente con la eliminación de otroscontaminantes legislados, para lo cual se debe contar consistemas “multicontaminantes” de limpieza y purificación degases, capaces de eliminarlos tanto en su forma vapor, comoadheridos a las partículas en suspensión.

Procesos secos

En estos procesos el reactivo (óxido de calcio) se inyecta enforma de polvo en la corriente gaseosa. En ella algunoscontaminantes, en especial los del tipo ácido, son atrapados

en la cal y posteriormente separados mediante un filtro demangas.

Procesos semi-secos

En este se utiliza una lechada de cal, la cual es atomizadaen la corriente gaseosa y es separada de la misma manera porun filtro de mangas.

Procesos húmedos

En estos procesos los gases son lavados y saturados a latemperatura de condensación. Los gases ácidos son adsorbidosy el polvo, junto con otros contaminantes, son recogidos enel líquido de lavado, el cual es enviado a tratamiento.

Procesos específicos de tratamiento

En los sistemas descritos anteriormente, además de eliminaren cierto grado a los furanos, también puede ocurrir unaproducción catalítica de los mismos, por lo que es necesarioutilizar procesos específicos.

Procesos de adsorción

Comprenden dos sistemas: 1) sistema seco y semi-seco coninyección de carbón activado en polvo y 2) sistema coninyección de carbón activado seguido de un filtro de mangas.

Procesos de inhibición

Cuando la eliminación de óxidos de nitrógeno se realizamediante el proceso de reducción selectiva no catalítica, elexceso de amoníaco que no ha reaccionado permanece con lacorriente gaseosa a lo largo del proceso de limpieza yenfriamiento, inhibiendo hasta cierto grado la formación defuranos.

Procesos catalíticos

En estos procesos los furanos son retenidos y descompuestosen una de reducción catalítica selectiva. Estos procesossirven para la destrucción de óxidos de nitrógeno, perotienen la capacidad de retener/destruir otros contaminantes.Los procesos catalíticos húmedos, que pueden integrarse a losprocesos húmedos convencionales de lavado de gases, destruyenlos furanos a través de un polvo fino que actúa comocatalizador.