Los químicos rusos han encontrado una manera de obtener catalizadores a propósito basados en dos metales diferentes con una eficiencia única.

Los químicos rusos han encontrado una manera de obtener catalizadores a propósito basados en dos metales diferentes con una eficiencia única.

Un equipo de químicos de RUDN e INEOS sintetizó dos clústeres heterometálicos a la vez con una eficiencia cercana al 100%. Estos compuestos se utilizan como catalizadores en productos farmacéuticos, producción de polímeros y otras áreas de la industria química.

Un grupo de metales es una combinación de varios átomos de metales, entre los cuales existe una interacción significativa. Los grupos compuestos por átomos de diferentes metales se denominan heterometálicos; pueden ser catalizadores en reacciones orgánicas, por ejemplo, en productos farmacéuticos y producción de polímeros. Sin embargo, la creación de estos grupos no es fácil. Los químicos de la Universidad RUDN y el INEOS describieron cómo los grupos heterometálicos se pueden obtener de manera eficiente a partir de un grupo metálico «normal» que consta de tres átomos de rodio.

«El rodio es bien conocido como un metal catalítico. Hay muchos procesos orgánicos que son catalizados por grupos de metales a base de rodio. Sin embargo, la mayoría de los enfoques para la síntesis de grupos heterometálicos son aleatorios y dan un bajo rendimiento del producto deseado. Logramos crear clusters heterometálicos a partir de rodio con una alta eficiencia de reacción», — Olga Chusova, PhD, empleada del Centro de Investigación" Química de Cristal y Análisis Estructural«, Universidad RUDN.

Los químicos utilizaron un grupo de tres átomos de rodio que se unen para formar un triángulo. Unido a los vértices y lados de este triángulo hay ligandos, moléculas que dictan el comportamiento de los átomos de rodio. Una elección cuidadosamente pensada de ligandos tanto en el grupo inicial como en los reactivos permitió a los químicos crear nuevos grupos heterometálicos. El punto es que los compuestos se sienten mejor con algunos ligandos que con otros. En este caso, la adición de un electrófilo metálico como reactivo que contiene un átomo de otro metal con falta de electrones hizo posible crear un nuevo complejo, que consiste en átomos de diferentes metales: un grupo heterometálico. En lugar de un triángulo, se forma un tetraedro: en sus vértices hay tres átomos de rodio y otro átomo de oro o cobalto.

Este mecanismo proporcionó una eficiencia de reacción de casi el cien por ciento, es decir, la cantidad real del grupo heterometálico obtenido casi coincidió con el calculado teóricamente (81% del valor teórico para un grupo con cobalto y 93% — con oro). Es de destacar que funcionó igualmente bien a pesar de que los electrófilos metálicos con oro y cobalto tienen estructuras diferentes.

«Aunque los electrófilos metálicos tienen diferentes estructuras electrónicas, ambos reaccionan con un grupo triangular de rodio y forman grupos tetraédricos estables. Este fenómeno se debe a la estructura única del cúmulo de rodio original, ya que puede proporcionar un número diferente de electrones según los requisitos del electrófilo. En este caso, el derivado de oro solo necesitó dos electrones para lograr el sueño, y el derivado de cobalto necesitó seis », - Olga Chusova, PhD, empleada del Centro de Investigación" Química de Cristal y Análisis Estructural ", Universidad RUDN.

El descubrimiento aumentará la eficiencia de la síntesis de catalizadores basados ​​en clusters heterometálicos para la industria química.

Estudiar publicado en la Revista de Química Organometálica.

Ciencia
29 Nov
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