Las moléculas del ambiente solvente que a primera vista parecen no estar involucradas pueden ser esenciales para las reacciones químicas. Esto ha sido demostrado por investigadores que estudian la formación de un éter en solventes puros y en sus mezclas. Explicaron los mecanismos subyacentes en detalle usandotécnicas espectroscópicas y teóricas avanzadas. La conclusión: incluso las moléculas de disolvente que no participan directamente en la reacción son esenciales para el proceso de reacción y pueden influir significativamente en los compañeros de reacción.
Los resultados fueron descritos por un equipo de químicos experimentales y teóricos de la Ruhr-Universität Bochum, la Universidad de Würzburg y el Max-Planck Institut für Kohlenforschung en Mülheim an der Ruhr en la revista Comunicaciones de la naturaleza .
Reactividad activada por la luz
Un destello de luz puede convertir un precursor químico bastante inerte en una molécula altamente reactiva, que a su vez reacciona con las moléculas de disolvente circundantes. Esto puede suceder en menos de una milmillonésima de segundo. Un ejemplo es la molécula difenilcarbeno: reacciona rápidamente aun éter cuando el metanol es el solvente. Sin embargo, esta reacción no es posible con el solvente acetonitrilo.
Los investigadores dirigidos por la Dra. Elsa Sanchez-Garcia y el Prof. Dr. Patrick Nürnberger investigaron qué sucede cuando el difenilcarbeno está presente en una mezcla solvente de metanol y acetonitrilo. La formación del éter ocurre más lentamente que en metanol puro; el rendimiento también esmás pequeño. En el estudio actual, los investigadores mostraron por qué.
Segunda molécula solvente crucial
Una posible explicación podría ser que en la mezcla de disolventes el difenilcarbeno tiene que esperar más tiempo hasta que una molécula de metanol esté cerca para reaccionar con ella. "Sin embargo, la reacción no es tan simple como se suponía a primera vista", dice PatrickNürnberger, de la Cátedra Bochum de Química Física II: "Hay varios mecanismos en funcionamiento".
Aunque parece que solo se necesita una sola molécula de metanol para la formación de la molécula de éter final, la reacción solo ocurre cuando hay una segunda molécula de metanol. Este hallazgo fue el resultado de una combinación de experimentos espectroscópicos ultrarrápidos en el femtosegundosimulaciones de dinámica molecular de rango y multiescala.
No solo espectadores
Los químicos describen en detalle los mecanismos de reacción para dos escenarios: en uno, el difenilcarbeno se encuentra primero con una sola molécula de metanol y luego se agrega otro más tarde. En el segundo escenario, el difenilcarbeno se encuentra directamente con un compuesto de moléculas de metanol.
En ambos casos, se demuestra que una sola molécula de metanol no es suficiente para desencadenar la reacción. "Las otras moléculas de metanol no son solo espectadores, sino asistentes en la reacción", resume Nürnberger. "Los resultados son importantesparte de comprender la interacción de las sustancias reactivas con el ambiente solvente "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Ruhr-Universitaet-Bochum . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :