Novo processo de síntese para um uso sustentável de pequenas moléculas

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Pesquisadores da Ruhr University Bochum, na Alemanha, descobriram uma nova via sintética com a qual podem produzir um composto orgânico específico a partir da molécula simples de monóxido de carbono (CO), ou seja, cetenos aniônicos. Anteriormente, eles eram conhecidos apenas como intermediários reativos e, portanto, não podiam ser usados ​​como reagentes definidos. Os pesquisadores baseados em Bochum produziram cetenos aniônicos que eram tão estáveis ​​que podiam ser isolados. Ao contrário dos métodos anteriores, que podem produzir compostos de alto valor a partir de moléculas simples, esta abordagem não requer nenhum metal caro ou tóxico.

Mike Jörges, Felix Krischer e a professora Viktoria Däschlein-Gessner, do Ruhr Explores Solvation (RESOLV) Cluster of Excellence, publicaram suas descobertas na revista Ciência a partir de 22 de dezembro de 2022.

“Pequenas moléculas, como hidrogênio, dióxido de carbono ou monóxido de carbono, geralmente ocorrem como subprodutos de processos técnicos de grande escala ou são facilmente acessíveis a partir de matérias-primas renováveis”, explica Däschlein-Gessner. “Como eles estão prontamente disponíveis, eles são de interesse como blocos de construção de síntese para obter matérias-primas essenciais ou produtos químicos finos, como agroquímicos ou farmacêuticos. É um caminho promissor para o desenvolvimento de processos de síntese sustentáveis.”

Conversão sem metais de transição

Para ativar moléculas pequenas e convertê-las em compostos mais complexos, geralmente é necessário utilizar certos metais que são conhecidos como metais de transição devido à sua posição nos subgrupos da tabela periódica. Geralmente são metais preciosos, menos abundantes e às vezes tóxicos. Até o momento, apenas alguns compostos dos elementos do grupo principal amplamente disponíveis foram capazes de ativar pequenas moléculas. Isso também se aplica ao monóxido de carbono. Além disso, as reações com CO como bloco de construção têm sido menos seletivas: além dos compostos de alto valor desejados, frequentemente são formados subprodutos indesejados.

Os pesquisadores da Cátedra de Química Inorgânica II da Ruhr University Bochum já usaram compostos de fósforo simples, ou seja, os chamados ylides, em combinação com bases de sódio ou potássio para enfrentar esse desafio. Ao realizar um modo de reação semelhante a um metal de transição anteriormente desconhecido desses compostos de carbono, eles permitiram a incorporação eficiente de CO em moléculas maiores com alto grau de seletividade.

Assim como um kit de modelo molecular

“As seletividades dessas transformações são impressionantes, especialmente em comparação com outros métodos de síntese”, aponta Viktoria Däschlein-Gessner. “Isso se deve à estabilidade dos ânions, resultante de sua estrutura eletrônica única. Eles podem ser convertidos especificamente com outras moléculas, como em um kit de modelo molecular, o que significa que estruturas diferentes e complexas podem ser construídas rapidamente.”

Na próxima etapa, o grupo de Bochum pretende explorar o princípio da reação e o potencial dos cetenos aniônicos em novas direções de pesquisa. “O modo de reação dos compostos de fósforo é inovador para o desenvolvimento de outros processos para utilizar blocos de construção sustentáveis, como o CO”, enfatiza Däschlein-Gessner. “Também estamos certos de que os cetenos aniônicos têm um potencial ainda maior para a química sintética do que mostramos até agora.”

Com informações de Science Daily.

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