Estudios mecanicistas del radical Mes-Acr. Crédito: Naturaleza (2020). DOI:10.1038 / s41586-020-2131-1
Un equipo combinado de investigadores de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill y la Universidad Estatal de Kent ha descubierto un radical eléctricamente neutro que puede usarse como un agente reductor químico fuerte cuando se excita con la luz. En su artículo publicado en la revista Naturaleza , el grupo describe su proceso y sus posibles usos. Radek Cibulka con la Universidad de Química y Tecnología, Praga, ha publicado un artículo de News &Views que describe las formas en que se puede usar la energía de la luz para generar moléculas reactivas que se someten a transformaciones químicas a través de métodos que normalmente serían difíciles de lograr, y el trabajo de los investigadores en este nuevo esfuerzo, en el mismo número de la revista. .
Como señala Cibulka, Investigaciones anteriores han demostrado que iluminar ciertas moléculas puede obligarlas a excitarse más y, por lo tanto, a volverse más reactivas de lo que serían en su estado fundamental natural. Por eso, la luz se ha utilizado para producir moléculas reactivas que experimentan transformaciones químicas que normalmente no ocurrirían; un ejemplo son los agentes oxidantes. Más problemático ha sido el uso de la luz para producir reductores fuertes. En este nuevo esfuerzo, los investigadores utilizaron la luz para generar moléculas con propiedades reductoras comparables a las producidas con metales alcalinos.
Los investigadores señalan que las reacciones de transferencia de electrones fotoinducidas (PET) se han catalizado típicamente utilizando moléculas orgánicas que absorben la luz o complejos de metales de transición como el cromo, rutenio, cobre o iridio:muy pocas reacciones de este tipo, sin embargo, se han realizado utilizando radicales orgánicos neutros como aceptores o donantes de estado excitado. Como parte de su trabajo de investigación de radicales orgánicos neutros, descubrieron uno que tenía un potencial máximo de oxígeno en estado excitado de -3,36 voltios en comparación con un electrodo de calomelanos saturado, una sal con un ion mesitilacridinio. Cuando se expone a la luz visible, la especie se convierte en un oxidante que roba un electrón de un sustrato dado, dando como resultado la conversión a un radical acridina.
Los investigadores sugieren que su descubrimiento probablemente conducirá a la investigación de otros sobre si otras moléculas se comportan de manera similar, así como a un renovado interés en el uso de enfoques fotocatalíticos en sistemas reductivos.
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