Un equipo de la Cátedra de Química Inorgánica II de la Ruhr-Universität Bochum ha desarrollado nuevos compuestos químicos que hacen que los catalizadores sean más eficientes. Con sus propiedades electrónicas y espaciales, la nueva clase de lo que se conoce como ligandos de fosfina asegura que los catalizadores sean más activos y más estables. En el diario Angewandte Chemie , Los investigadores dirigidos por la Prof. Dr. Viktoria Däschlein-Gessner describen cómo actúan los nuevos ligandos sobre los catalizadores de oro. El grupo asume que los resultados se pueden transferir a otros catalizadores y que vale la pena considerar los sistemas para una aplicación industrial más amplia. Los resultados se publicaron inicialmente en línea el 3 de junio de 2018.

Los ligandos ayudan a determinar las propiedades del catalizador

Las propiedades de un catalizador no solo están determinadas por el centro catalíticamente activo, sino también por los átomos o moléculas unidos a él. que se llaman ligandos. Los investigadores buscan específicamente dichos ligandos para optimizar los catalizadores y personalizarlos para determinadas aplicaciones.

Los sistemas desarrollados en Bochum se refieren a ligandos de fosfina, es decir, compuestos de fósforo y grupos de carbono. "Las fosfinas son omnipresentes en los catalizadores para la síntesis de moléculas complejas, como productos farmacéuticos, sustancias naturales y pesticidas, "dice Viktoria Däschlein-Gessner, miembro del clúster de excelencia Ruhr Explores Solvation. "El diseño de los ligandos determina si un complejo químico puede catalizar una reacción y, si es así, bajo que condiciones."

Fácil de producir

Los nuevos sistemas de ligandos son fosfinas notablemente ricas en electrones, que sirven como fuentes de electrones para los catalizadores y, por tanto, pueden estabilizarlos. Pueden sintetizarse de numerosas formas a partir de precursores disponibles comercialmente. "Por lo tanto, es fácil producir los ligandos en diferentes versiones y personalizar sus propiedades para adaptarse a una determinada aplicación, "explica Däschlein-Gessner.

Los químicos de Bochum demostraron que sería posible obtener altos rendimientos a bajas temperaturas en reacciones catalizadas por oro con los ligandos, y sin que sea necesario optimizar laboriosamente la reacción.

Cantidades bajas de catalizador suficientes a bajas temperaturas

Las reacciones incluso ocurrieron de manera eficiente cuando el equipo solo usó pequeñas cantidades de catalizadores, que es un factor económico que concierne particularmente a los costosos catalizadores de metales preciosos como el oro. "Las bajas temperaturas de reacción también son interesantes desde un punto de vista industrial, porque le permiten ahorrar costos de energía y simplificar los procesos, "Däschlein-Gessner enfatiza un beneficio adicional de los sistemas.

La estructura química particular con lo que se conoce como grupos iluro, que los investigadores integraron en la fosfina, es crucial para la función de los nuevos ligandos. El ligando se puede utilizar no solo para la catálisis de oro, pero también para otras formas de catálisis.