Cuando los científicos desarrollan fórmulas químicas para nuevos productos como combustibles y medicamentos, a menudo, primero deben crear moléculas que no han existido previamente.

Un paso básico hacia la creación de nuevas moléculas es romper y volver a formar selectivamente los enlaces químicos que conectan los átomos que las componen. Uno de los principales desafíos es que el enlace entre los átomos de carbono e hidrógeno, los componentes básicos de muchas moléculas, es excepcionalmente fuerte. por lo que los químicos a menudo tienen que recurrir al uso de productos químicos raros y costosos como el iridio para convertirlo en otros, tipos más útiles de enlaces químicos. Los científicos se refieren a este proceso como "funcionalizar" los enlaces.

Ahora, Un equipo de químicos de UCLA ha desarrollado una nueva técnica para romper enlaces carbono-hidrógeno y formar enlaces carbono-carbono. El enfoque utiliza catalizadores hechos de dos elementos abundantes y económicos, silicio y boro. Su investigación fue publicada en Ciencias .

Oseas Nelson, un profesor asistente de UCLA de química y bioquímica y autor principal del estudio, dijo que la industria energética ha estado interesada en tomar moléculas de hidrocarburos muy simples como el metano y convertirlas en nuevos combustibles.

"Este nuevo método permitirá a los científicos incorporar metano en moléculas más grandes, " él dijo.

Otra aplicación potencial sería la conversión de metano, uno de los componentes principales del gas natural, en algo que es más denso y más fácil de contener después de haber sido extraído de la Tierra. El proceso actual es complicado porque el metano, un gas ligero, tiende a escapar a la atmósfera.

Nelson colaboró ​​en el estudio con los estudiantes graduados de UCLA Brian Shao, Alex Bagdasarian y Stasik Popov.

Los investigadores utilizaron su nueva técnica para crear un compuesto similar a un catión fenilo, una sustancia química que se ha estudiado teóricamente pero que rara vez se ha investigado en experimentos de laboratorio reales. Luego usaron el compuesto para cortar los enlaces carbono-hidrógeno en metano y benceno, lo que les permitió insertar otros átomos y formar enlaces carbono-carbono, que son los componentes básicos de las moléculas que componen los organismos vivos, así como combustibles y productos farmacéuticos.

Además de demostrar que existen compuestos de tipo catiónico fenilo, la nueva técnica permite ensamblar moléculas complejas en muchos menos pasos de reacción de lo que era posible anteriormente, lo que podría ahorrar tiempo y dinero a los fabricantes de productos químicos y farmacéuticos. Otra ventaja del método es que, a diferencia de los enfoques anteriores, se puede realizar a temperaturas y presiones de gas que son fácilmente alcanzables en un laboratorio.

El proceso también podría usarse para alterar las moléculas en productos farmacéuticos existentes para hacerlos más efectivos, más seguro o menos adictivo.

Los químicos han probado su técnica utilizando muestras muy pequeñas de reactivos, mucho menos de un gramo. Pero Nelson tiene la esperanza de que la metodología se pueda ampliar para que sea útil para una amplia gama de reacciones químicas del mundo real.