1. La Química Verde busca minimizar el impacto ambiental de sustancias químicas mediante procesos catalíticos que cumplen con principios como prevenir residuos, maximizar el uso de materias primas y evitar derivados innecesarios. 2. Se describen tres procesos catalíticos mediados por metales del bloque d que cumplen con estos principios: la hidrogenación de olefinas usando rodio, la conversión de butadieno a adiponitrilo usando níquel y la hidroformilación usando cobalto

1. 1
La Química Verde es un concepto que se ha desarrollado para minimizar la
manipulación y síntesis de diferentes sustancias xenobióticas que pueden tener un impacto
nocivo sobre los organismos vivos y el equilibrio ambiental.
La Química Organometálica de los metales del bloque d está involucrada en procesos
industriales de ciertas sustancias, los cuales se ajustan, en buena medida, a varios de los
perfiles deseables señalados por quienes desarrollan Química Verde. En particular, los procesos
que hacen esto son los catalíticos.
De los doce puntos que regularmente se señalan como los idóneos, encontramos que las
conversiones químicas mediadas por procesos en los que se forman como intermediarios
compuestos organometálicos de los metales del bloque d son compatibles con:
 Es mejor prevenir la formación de residuos que tratar de limpiar tras su formación.
Teóricamente, la geenración de residuos es cero (o tendiente a cero).
 Los métodos sintéticos deben ser diseñados para conseguir la máxima incorporación en
el producto final de todas las materias usadas en el proceso. Se supone que en estos
procesos TODOS los átomos de las materi9as primas quedan incorporadas en las
moléculas del producto.
 Las sustancias auxiliares (disolventes, agentes de separación, etc.) deben resultar
innecesarias en lo posible y, cuanto menos deben ser inocuas. Muchos de estos procesos
no requieren disolventes ni agentes de extracción.
 La formación innecesaria de derivados (bloqueo de grupos, protección/desprotección,
modificación temporal de procesos físicos/químicos) debe ser evitada en cuanto sea
posible. Las síntesis son directas al encontrarse participando un ciclo catalítico.
 Los reactivos catalíticos (tan selectivos como sea posible) son superiores a los
estequiométricos. No hay más que añadir.
 Se deben desarrollar las metodologías analíticas que permitan el monitoreo a tiempo
real durante el proceso y el control previo a la formación de sustancias peligrosas. Esta
tecnología está disponible.
 Las sustancias y las formas de su uso en un proceso químico, deben ser elegidas de
manera que resulte mínima la posibilidad de accidentes. Esta tecnología lo permite.
A continuación se analizarán tres ejemplos de procesos en los que interviene un metal
del bloque d y que permiten llevar a cabo una conversión química, al menos en teoría,
limpia y con una eficiencia cuantitativa.

2. 2
Es posible hidrogenar en una sola fase
olefinas empleando un compuesto de
coordinación de rodio desarrollado por el
grupo de investigación que encabezó el
Premio Nobel de Química (1973) Sir Geoffrey
Wilkinson (1921-1996). A la derecha de estas
líneas se hace la reproducción de la primera
página de la publicación original donde se le
describe. La reacción puede representarse
como sigue:
Rh(Cl)(PPh3)3, H2
H H
El catalizador y su creador
Compuesto
El
metal
es
y es una
especie
a
Cl
Rh
L
LL
RhI d8
16 e- (8 de los cuatro ligantes y 8 del Rh).
L = PPh3.
H H
Cl
Rh
H
HL
L
L
RhIII d6
18 e- (12 de los seis ligantes y 6 del Rh). El
hidrógeno gaseoso, H2, se adiciona
oxidativamente. Un H se une usando los
electrones del enlace H-H (en azul); el otro
requiere un par de los no compartidos del
Rh (que se vuelve un enlace , en rojo)
L
H2C
CH2

3. 3
Cl
Rh
H
HL
L
H2C CH2
RhIII d6
18 e- (12 de los seis ligantes y 6 del Rh). El
enlace  del etileno es usado para poder
enlazarse al Rh, lo que ocasiona que un
ligante L abandone al Rh.
L
H2C
Cl
Rh
H
L
L
C
H2
H
L RhIII d6
18 e- (12 de los ´seis ligantes y 6 del Rh). El
ligante L reingresa y desplaza a un H,
migrando éste con su par de electrones (en
rojo) hacia uno de los carbonos del etileno.
El enlace  se polariza hacia el otro carbono
y se transforma en el nuevo enlace  Rh-C,
H2C CH2
H H
Cl
Rh
L
LL
RhIII d6
16 e- (8 de los cuatro ligantes y 8 del Rh). El
segundo H ataca al C unido al Rh usando
su par de electrones (en azul) y se libera
etano. La unión C-Rh se polariza hacia el
Rh, recuperándose la estructura original
del catalizador.

4. 4
Con este catalizador es posible
transformar olefinas en nitrilos (por cada
adición, la cadena “crece” en un carbono). La
empresa Du Pont de Nemours lo usa para
transformar el butadieno en adiponitrilo,
materia prima usada para fabricar el nailon:
NiL4, HCN
CNNC
butadieno adiponitrilo
Éleuthère Iréneé du Pont de Nemoirs (1776-1834), quien
junto con Lavoisier estudió la fabricación de pólvora para
los cañones, fundó su empresa luego de huir a Estados
Unidos.
Compuesto
El
metal
es
y es una
especie
a
L
Ni
LL
Ni0 d10
16 e- (6 de los tres ligantes y 10 del Ni).
L = P(OAr)3, donde Ar = o-C6H4-CH3.
Advierte que para poder ingresar al ciclo
catalítico, el compuesto de Ni debe perder
uno de sus ligantes L.
H CN
L
L
Ni
CN
HL
NiII d8
16 e- (8 de los cuatro ligantes y 8 del Ni). El
ligante CN se une al Ni usando el par de
electrones del enlace H-CN (en azul) y el H
al Ni donando este último uno de sus pares
no compartidos (en rojo). Esta etapa es una
adición oxidativa.
H2C
CH2
Ni
CN
H
L
L
H2C CH2
NiII d8
18 e- (10 de los cinco ligantes y 8 del Ni). La
manera en la que se une el etileno es
completamente análoga a la analizada para
el catalizador de Wilkinson.

5. 5
H2C
Ni CNL
L
C
H2
H
NiII d8
16 e- (8 de los cuatro ligantes y 8 del Ni). El
hidruro migra con su par de electrones (en
rojo) hacia uno de los carbonos del etileno.
Esto obliga al par  a polarizarse hacia el
otro carbono y a volverse .
L
H2C CH2
NC H
L
Ni
LL
Ni0 d10
16 e- (6 de los tres ligantes y 10 del Ni). El
CN migra con su par de electrones (en azul)
y se enlaza al carbono unido al Ni. La unión
C-Ni se polariza hacia el Ni, recuperándose
la estructura original del catalizador via
una eliminación reductiva.

6. 6
En este proceso, también conocido como
“Oxo”, se parte del Co2(CO)8 e hidrógeno, los
cuales forman el verdadero catalizador que
ingresa al proceso:
OC
Co
CO
HOC
Co Co
O
O
CO
CO
CO
OC
OC
OC
2
H2
Algunos de los “pesos completos” de la industria química
se dedican al proceso de la hidroformilación catalítica.
Compuesto
El
metal
es
y es una
especie
a
OC
Co
CO
HOC
CoI d8 16 e- (8 de los cuatro ligantes y 8 del Co).
H2C
CH2
OC Co
CO
H
CO
H2C CH2
CoI d8
18 e- (10 de los cinco ligantes y 8 del Co). La
manera en la que se une el etileno es
completamente análoga a la analizada para
el catalizador de Wilkinson.
H2C
CO
Co
OC CO
C
H2
H
CoI d8
16 e- (8 de los cuatro ligantes y 8 del Co). El
hidruro migra con su par de electrones (en
azul) hacia uno de los carbonos del etileno.
Esto obliga al par  a polarizarse hacia el
otro carbono y a volverse .
CO
H2C
OC
Co
OC
CO
C
H2
H
C O
CoI d8
18 e- (10 de los cinco ligantes y 8 del Co).
Un nuevo ligante CO ingresa a la esfera de
coordinación.

7. 7
C
CO
Co
OC CO
C
H2
CH2
O
H
CoI d8
16 e- (8 de los cuatro ligantes y 8 del Co). El
ligante etilo, CH2CH3, se adiciona al ligante
CO migrando con su par de electrones (en
verde), lo cual transforma al grupo alquilo
en un ligante propionilo CO-CH2CH3.
H H
C
CO
Co
OC
OC
C
H2
CH2
O
H
H
H CoIII d6
18 e- (12 de los seis ligantes y 6 del Co). El
hidrógeno gaseoso, H2, se adiciona
oxidativamente. Un H se une usando los
electrones del enlace H-H (en naranja); el
otro requiere un par de los no compartidos
del Co (que se vuelve un enlace , en rojo),
C
C
H2
CH2
O
HH
CO
Co
OC
OC
H
CoI d8
16 e- (8 de los cuatro ligantes y 8 del Co). Se
libera propionaldehido vía una eliminación
reductiva, recuperando el Co un par de
electrones (en morado) y regenerándose el
complejo que ingresó al sitio catalítico.

8. 8
En la primera etapa se obtiene un derivado
de titanio alquilado:
Ti CH2
CH3
TiCl3 + Al(CH2CH3)3
La adición de etileno genera un compuesto
donde el hidrocarburo se une al metal
empleando su enlace :
Ti CH2
CH3
H2C
CH2
Ti
H2C CH2
CH2
CH3
El enlace  se transforma en la nueva unión  Ti-C, mientras que el enlace anterior 
Ti-C carbono se convierte en el nuevo enlace C-C. Este proceso de condensación
continuará múltiples veces antes de que la cadena se desprenda del Ti y genere una
molécula de tamaño considerable en donde las unidades básicas (monómero, CH2-CH2)
aparecenrán a lo largo de la nueva molécula (polímero).
Ti
H2C CH2
CH2
CH3
Ti CH2
H2C CH2
CH3
Karl Ziegler
1898 – 1973
Giulio Natta
1903 – 1979