Los químicos desarrollan un nuevo método para dividir el agua
El proceso fotocatalítico permite activar el agua
El hidrógeno se considera una fuente de energía del futuro, al menos cuando se produce de forma respetuosa con el clima. El hidrógeno también puede ser importante para la producción de principios activos y otras sustancias importantes. Para producir hidrógeno, el agua (H2O) puede convertirse en hidrógeno gaseoso (H2) mediante una serie de procesos químicos. Sin embargo, como las moléculas de agua son muy estables, dividirlas en hidrógeno y oxígeno supone un gran reto para los químicos. Para que tenga éxito, primero hay que activar el agua con un catalizador, para que reaccione más fácilmente. Un equipo de investigadores dirigido por el profesor Armido Studer, del Instituto de Química Orgánica de la Universidad de Münster, ha desarrollado un proceso fotocatalítico en el que el agua, en condiciones de reacción suaves, se activa mediante fosfinas de triarilo y no, como en la mayoría de los demás procesos, mediante complejos de metales de transición.
Un átomo de hidrógeno (H) del agua (H2O) se transfiere a un catión radical fosfina-agua bajo el suministro de energía luminosa (LED). Este importante radical intermedio puede transferir posteriormente el átomo de hidrógeno (blanco) al sustrato. Las regiones azules indican la distribución del espín electrónico.
© Christian Mück-Lichtenfeld
Esta estrategia, que acaba de publicarse en la revista "Nature", abrirá una nueva puerta en el muy activo campo de la investigación relacionada con la química radical, afirma el equipo. Los radicales son, por regla general, productos intermedios muy reactivos. El equipo utiliza un intermediario especial -un catión radical fosfina-agua- como agua activada, a partir de la cual los átomos de hidrógeno del H2Opueden separarse fácilmente y transferirse a otro sustrato. La reacción se acciona con energía luminosa. "Nuestro sistema", afirma Armido Studer, "ofrece una plataforma ideal para investigar procesos químicos no investigados que utilizan el átomo de hidrógeno como reactivo en síntesis".
El Dr. Christian Mück-Lichtenfeld, que analizó los complejos de agua activada mediante métodos teóricos, afirma: "El enlace hidrógeno-oxígeno de este intermediario es extraordinariamente débil, lo que permite transferir un átomo de hidrógeno a diversos compuestos." El Dr. Jingjing Zhang, que llevó a cabo el trabajo experimental, añade: "Los átomos de hidrógeno del agua activada pueden transferirse a alquenos y arenos en condiciones muy suaves, en las llamadas reacciones de hidrogenación". Las reacciones de hidrogenación son enormemente importantes en la investigación farmacéutica, en la industria agroquímica y en las ciencias de los materiales.
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