Elegantes experimentos con la luz

Científicos del departamento de Catálisis Homogénea han encontrado una nueva y elegante forma de utilizar la catálisis fotorreductora.

Los investigadores del Max-Planck-Institut für Kohlenforschung han ampliado las herramientas moleculares para lograr síntesis eficientes y específicas: Para ello utilizan un catalizador muy especial y la energía de la luz. El resultado de su trabajo se publica ahora en la revista Science.

En una reacción fotorreductora, un fotocatalizador absorbe la luz. Entonces se produce una transferencia de un solo electrón entre el catalizador y un sustrato, creando un ion radical, que es altamente reactivo y puede participar en diversas transformaciones deseables.

Sin embargo, el problema con estos "radicales" ha sido controlar su selectividad. A menudo era necesario un segundo modo de activación catalítica para obtener el producto deseado con la pureza requerida. Hasta ahora, esto limitaba las reacciones fotorreductoras estereoselectivas a sustratos especiales susceptibles de ese segundo modo de activación.

"La fotocatálisis permite que se produzcan reacciones químicas con ayuda de la luz, por ejemplo, en las hojas de las plantas, pero también en la producción de fármacos", explica Benjamin List, director del Instituto Max-Planck. Las reacciones fotocatalíticas se producen a través de productos intermedios de alta energía, y hasta ahora ha sido difícil controlar la selectividad de sus reacciones. "Ahora proporcionamos un concepto general para llevar a cabo estas reacciones con alta estereoselectividad, en las que podemos producir moléculas espejo", afirma Benjamin List.

Una nueva herramienta de precisión molecular

Esto significa que el fotocatalizador absorbe la luz y toma un electrón del sustrato, es decir, un compañero de reacción. Como este electrón tiene carga negativa, el sustrato se convierte automáticamente en positivo y se combina con un contraanión. Este par de iones participa ahora en otro paso de la reacción, el que realmente interesa a los científicos. En cambio, el fotocatalizador original ya no forma parte de este paso y puede regenerarse y utilizarse de nuevo para absorber la luz y captar un electrón.

Con este nuevo método, los investigadores de la Kohlenforschung han logrado desarrollar otra herramienta de precisión molecular. "Todavía no hemos pensado en aplicaciones concretas", afirma el Dr. Sayantani Das, investigador postdoctoral de Benjamin List e implicado en el proyecto. Pero la catálisis fotorreductora asimétrica podría ser ciertamente útil en el campo de la síntesis - por ejemplo, en la producción de fármacos o fragancias.