Las lactamas son grupos funcionales presentes en la estructura de moléculas orgánicas muy relevantes. De hecho, las lactamas son amidas, sustancias que constituyen parte esencial de las proteínas, y sin ellas la vida no sería posible. Además, las lactamas son muy importantes para la industria farmacéutica: la penicilina es una lactama y entre los diez fármacos más vendidos en el año 2022, tres de ellos eran lactamas.

 “En este trabajo hemos sido capaces de desarrollar el primer sistema catalítico de amplia aplicabilidad para obtener lactamas de manera práctica, sostenible y selectiva, a partir de compuestos orgánicos muy accesibles e hidrógeno, donde el sustrato de partida, en este caso una imida cíclica, sufre un proceso de hidrogenación generando agua como único subproducto de la reacción”, explica Jose Ramón Cabrero Antonino, científico del CSIC en el ITQ y autor de correspondencia del trabajo.

El equipo de investigación ha estudiado en detalle no sólo la estructura del catalizador heterogéneo desarrollado, sino también su proceso de activación y el mecanismo por el cual transcurre la transformación catalítica. Este tipo de aproximación racional a la catálisis heterogénea aplicada a química orgánica supone un avance destacable en este campo.

“La comprensión en profundidad de la estructura del catalizador y de su proceso de activación abre la puerta a la potencial aplicación, de éste y de otros materiales relacionados, en procesos orgánicos de interés altamente sostenibles”, afirma Rosa Adam Ortiz, investigadora Ramón y Cajal del Departamento de Química Orgánica de la Universitat de València, en su unidad de la Facultad de Farmacia, y autora también de correspondencia del trabajo.

Por otra parte, esta investigación resulta innovadora desde el punto de vista del diseño de un nuevo tipo de material bimetálico multifuncional como catalizador. En los últimos años, el diseño de materiales bimetálicos para procesos catalíticos que utilizan hidrógeno ha sido un campo muy activo. La combinación bimetálica descrita en este trabajo no había sido explorada hasta este momento en el campo de la catálisis heterogénea y, por tanto, abre nuevas vías en esta área.

En el trabajo colaboran, además, el Instituto de Microscopía Electrónica y Materiales de la Universidad de Cádiz (IMEYMAT) y el Sincrotrón ALBA.

La investigación ha sido financiada por la Generalitat Valenciana, el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, la Fundació la Caixa y el Programa de Excelencia Severo Ochoa del ITQ.

Referencia:

Building lactams by highly selective hydrodeoxygenation of cyclic imides using an alumina-supported AgRe bimetallic nanocatalyst. Carles Lluna-Galán, Juan Camilo Arango-Daza, Daviel Gómez, Patricia Concepción, Rong Sun, Jose J. Calvino, Laura Simonelli, Rosa Adam & Jose R. Cabrero-Antonino. Nature Communications volume 16, Article number: 4119 (2025) 

https://doi.org/10.1038/s41467-025-59514-7