Los químicos de Princeton han desarrollado un nuevo método químico para introducir valiosos alquenos en moléculas de hidrocarburos simples, una transformación conocida como deshidrogenación, que se encuentra en procesos importantes como la biosíntesis de ácidos grasos esenciales en el cuerpo y la producción comercial de detergentes.
Los enfoques principales en las clases de reacciones naturales y sintéticas poseen características atractivas que no están disponibles para los demás. Los métodos sintéticos existentes producen gas hidrógeno como un subproducto útil pero requieren temperaturas muy altas, mientras que los métodos naturales funcionan a temperaturas suaves pero producen un equivalente completode un subproducto inutilizable.
"¿Qué pasaría si pudiéramos tener un método que ofrezca los beneficios de ambos enfoques? ¿Podemos ser codiciosos?", Preguntó Julian West, un estudiante graduado en el laboratorio de Sorensen y primer autor del estudio publicado en Comunicaciones de la naturaleza . Guiados por este objetivo, los investigadores idearon un novedoso sistema catalítico de dos componentes que realiza la reacción de deshidrogenación a temperatura ambiente, produciendo gas hidrógeno y una molécula que contiene un alqueno o doble enlace carbono-carbono.
"Si eres químico, tienes un gran sentido de la importancia del alqueno", Erik Sorensen, profesor de Química Orgánica Arthur Allan Patchett en Princeton y autor correspondiente. Los alquenos son muy versátiles y pueden servir fácilmente como partidamateriales en muchas reacciones. "Es un portal a toda una gama de tipos compuestos", dijo.
El alqueno se generó usando un par de catalizadores para eliminar por separado dos átomos de hidrógeno de los átomos de carbono vecinos. Para romper el primer enlace carbono-hidrógeno más fuerte, los investigadores eligieron un llamado catalizador de transferencia de átomos de hidrógeno conocido como decatungstato, que esactivado por la luz ultravioleta. "Utilizamos la energía de la luz para que la reacción comenzara", dijo Sorensen.
Una vez que se rompe el primer enlace, el átomo de hidrógeno adyacente fue mucho más fácil de eliminar usando un segundo catalizador, un compuesto llamado cobaloxime. "Es como un golpe doble", dijo West, "una vez que teníamos el sustrato en las cuerdas, no necesitábamos un catalizador muy fuerte para tomar el otro átomo de hidrógeno ".
Otra ventaja del método es que ambos catalizadores están hechos de metales baratos y abundantes en tierra, en lugar de los metales preciosos, como el iridio y el rodio, utilizados en los métodos más modernos. Sin embargo, el sistema de catalizador dualaún tiene que alcanzar el mismo nivel de eficiencia que los métodos existentes, que los investigadores sospechan que se debe a que el producto alqueno se une al catalizador de decatungstato, lo que inhibe su participación en la reacción.
"El método se destaca más por su singularidad conceptual que por su eficiencia", dijo Sorensen.
El diseño del sistema de catalizador dual realmente podría "pagar dividendos", dijo West. Los investigadores planean aplicar su estrategia a otras transformaciones químicas también. "Estamos realmente entusiasmados porque esta reacción abre la puerta a la catálisis paranuestro grupo ", dijo.
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Materiales proporcionados por Universidad de Princeton . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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