Los investigadores han demostrado que la fuerza mecánica puede iniciar reacciones químicas, haciéndolas más baratas, más ampliamente aplicables y más amigables con el medio ambiente que los métodos convencionales.
Las reacciones químicas se provocan más convencionalmente al calentar las mezclas de reacción. En los últimos diez años, ha habido una amplia investigación sobre "catalizadores fotordoxos" que pueden activarse mediante luz visible y permitir reacciones químicas altamente específicas y eficientes. Sin embargo, estoslas reacciones a menudo requieren una gran cantidad de solventes orgánicos nocivos, por lo que son aplicables solo a los reactivos solubles.
Se sabe que los "materiales piezoeléctricos" como el titanato de bario generan potenciales eléctricos cuando se les aplica una presión mecánica, razón por la cual se usan en micrófonos y encendedores. En el estudio actual publicado en ciencia , el equipo de investigación dirigido por Hajime Ito y Koji Kubota del Instituto de Diseño y Descubrimiento de Reacciones Químicas WPI-ICReDD en la Universidad de Hokkaido demostró que este potencial eléctrico también puede usarse para activar reacciones químicas ". En nuestro sistema, usamosla fuerza mecánica proporcionada por un molino de bolas para activar un material piezoeléctrico para reacciones redox, al tiempo que elimina el uso de solventes orgánicos ", dice Koji Kubota. Lo llaman una reacción mecanorredoxa en lugar de una reacción fotorredoxa.
El equipo demostró que los potenciales eléctricos derivados del material piezoeléctrico BaTiO3 activan un compuesto llamado sales de aril diazonio que generan radicales altamente reactivos. Los radicales experimentan reacciones formadoras de enlaces, como reacciones de arilación y borylación, ambas importantes en la química sintética.- con alta eficiencia. El equipo también demostró que la reacción de borylation podría ocurrir golpeando la mezcla en una bolsa de plástico con un martillo.
"Este es el primer ejemplo de reacciones de arilación y borylación usando piezoelectricidad inducida mecánicamente", dice Koji Kubota. "Nuestro sistema libre de solventes usando un molino de bolas nos ha permitido eliminar solventes orgánicos, haciendo que las reacciones sean más fáciles de manejar, más ambientalmenteamigable y aplicable incluso a los reactivos que no se pueden disolver en el disolvente de reacción ". También podrían reciclar el titanato de bario y lograr mejores rendimientos que las reacciones fotordoxas, aumentando aún más el atractivo de este enfoque".
"Ahora estamos explorando la capacidad de ajuste del potencial eléctrico generado mecánicamente. Junto con las predicciones computacionales, nuestro objetivo es extender la aplicabilidad de esta técnica", dice Hajime Ito. "Nuestro objetivo es complementar o al menos en parte reemplazar los enfoques fotordoxos existentesy proporcionar una alternativa ecológica y rentable para ser utilizada en síntesis orgánica industrial ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Hokkaido . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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