Poner en la luz correcta - Reacciones de acoplamiento reproducibles y sostenibles
Métodos mejorados para acoplar las reacciones con la luz mediante el control específico de la actividad del catalizador
Un equipo de investigadores informa en la revista Nature Catalysis que los acoplamientos cruzados sostenibles de carbono-nitrógeno se pueden realizar usando simples sales de níquel, nitruros de carbono y luz. Los químicos estudian el uso de semiconductores rentables y reproducibles como fotocatalizadores en las reacciones de acoplamiento.
Los acoplamientos cruzados fotoquímicos de carbono-nitrógeno pueden ser mejorados dramáticamente por la elección de la fuente de luz.
Bartholomäus Pieber
Los acoplamientos cruzados de carbono-nitrógeno se encuentran entre las reacciones químicas más importantes para la producción de ingredientes farmacéuticos activos, agentes de protección de cultivos y materiales orgánicos. En estas reacciones, dos bloques de construcción molecular se unen selectivamente con la ayuda de un catalizador. Los compuestos de paladio, que se consideran excelentes catalizadores, se utilizan normalmente para este fin. Sin embargo, debido a la baja abundancia de este metal precioso, estos son caros y no son sostenibles. El níquel es estudiado intensamente como una alternativa. Sin embargo, esto normalmente requiere complejos complejos de níquel, bases fuertes o altas temperaturas.
La activación de los compuestos de níquel simples por la luz y los fotocatalizadores
Estas desventajas pueden evitarse activando compuestos de níquel simples con luz y un fotocatalizador. Los fotocatalizadores adecuados suelen consistir en metales preciosos raros y caros como el iridio y el rutenio. Además, la gama de aplicaciones de estos métodos es limitada y se observan reacciones incompletas así como resultados irreproducibles.
Métodos sin metales preciosos para el acoplamiento cruzado reproducible de carbono-nitrógeno
En el curso de sus esfuerzos por sustituir los fotocatalizadores de iridio y rutenio por nitruros de carbono, los químicos dirigidos por Bartholomäus Pieber descubrieron que las limitaciones y la escasa reproducibilidad se deben a la destrucción del catalizador de níquel, que también puede conducir a la desactivación del fotocatalizador. Un análisis cuidadoso de estas reacciones permitió a los científicos evitar la destrucción de los catalizadores seleccionando fuentes de luz adecuadas, cambiando la concentración o añadiendo aditivos estabilizadores. Esto ha ampliado considerablemente la gama de aplicaciones de esta reacción.
Destaca Bartholomäus Pieber, científico principal del grupo de investigación "Catálisis": "Los protocolos de acoplamiento desarrollados y libres de metales preciosos abren el camino a los acoplamientos cruzados de carbono y nitrógeno rentables, sostenibles y, sobre todo, reproducibles, que también pueden llevarse a cabo con la luz solar como fuente de energía. Próximamente pondremos a prueba nuestra metodología para la producción de ingredientes farmacéuticos activos".
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