Crédito:Monika Stolar y Chris Gendy
Como su dióxido de carbono relativo químico (CO 2 ), óxido nitroso (N 2 O) es un importante gas de efecto invernadero y la principal sustancia que agota la capa de ozono emitida en el siglo XXI. Como consecuencia, se están desarrollando estrategias para limitar sus emisiones y su descomposición catalítica con metales. Un estudio reciente indica que el óxido nitroso puede unirse a los metales de manera similar al dióxido de carbono, lo que ayuda a diseñar nuevos complejos con una unión aún más fuerte. Esto podría permitir el uso de óxido nitroso en química sintética o ayudar a degradarlo a sustancias inocuas para la atmósfera. Los resultados se publicaron en la revista. Edición internacional Angewandte Chemie como documento muy importante el 17 de febrero de 2021.
Un análisis completo de la N global 2 O presupuesto ha demostrado que sus emisiones han aumentado durante las últimas cuatro décadas, con actividades agrícolas responsables del crecimiento. Aunque N 2 El O está presente en la atmósfera en una concentración 1000 veces menor que el CO 2 , es aproximadamente 300 veces más potente como gas de efecto invernadero.
En naturaleza, norte 2 O es convertido por enzimas en N 2 y H 2 O. El proceso se puede imitar en un laboratorio utilizando complejos metálicos catalíticos. Asombrosamente, complejos bien definidos de N 2 O con metales de transición son extremadamente raros, aunque CO 2 tiene una química de coordinación rica y bien documentada. El comportamiento muy diferente de estas dos moléculas pequeñas relacionadas se ha atribuido a las malas características de ligando de N 2 O en comparación con CO 2 , pero los orígenes y detalles de esta justificación son difíciles de rastrear.
"Cuanta más información tratamos de encontrar sobre el tema, cuanto más nos acercábamos al razonamiento circular, "dice el Dr. Heikki M. Tuononen de la Universidad de Jyväskylä, Finlandia. "En muchos casos, alguna propiedad de N 2 O se destacó, pero casi todos son característicos del CO 2 así como, " él continúa.
"Este acertijo fue una de las razones por las que, durante la visita del Dr. Tuononen a Calgary como becario de Killam, Nuestros equipos de investigación decidieron unir fuerzas y sintetizar complejos metálicos análogos de N 2 O y CO 2 , y estudiar la interacción metal-ligando en detalle, "le dice al Dr. Roland Roesler de la Universidad de Calgary, Canadá.
Un complejo de metales raros de N 2 O estable incluso a temperatura ambiente
Los resultados de la investigación de dos años mostraron que, contrariamente a la visión general, la capacidad de unión a metales de N 2 O es igualmente bueno o incluso mejor que el de CO 2 .
"Parece que el carácter oxidante de N 2 O es mayormente, si no del todo, responsable de la escasez de complejos metálicos que emplean este ligando, "dice el Dr. Tuononen.
"Una vez que tuvimos el socio de metal adecuado para N 2 Oh su unión era lo suficientemente fuerte como para aislar y caracterizar un complejo raro de unión lateral incluso a temperatura ambiente, "continúa el Dr. Chris Gendy, un ex Ph.D. estudiante de la Universidad de Calgary que fue parcialmente responsable del trabajo sintético.
Además de mostrar que N 2 O tiene una mejor capacidad intrínseca para unirse a metales que la reconocida hasta ahora, El trabajo de los dos equipos de investigación permite el diseño racional de N 2 O complejos que son incluso más estables que los caracterizados hasta ahora. Esto podría, Sucesivamente, abrir nuevas vías para usar N 2 O en química sintética.
"NORTE 2 O es en muchos sentidos un gran oxidante. Es termodinámicamente fuerte, relativamente barato, y da N 2 como único producto secundario, "explica el Dr. Tuononen.
"Sin duda sería fantástico ver un uso más generalizado de N 2 O como oxidante en reacciones catalizadas por metales. Al mismo tiempo, no debemos olvidar el papel que juega en la atmósfera, "agrega el Dr. Roesler.
"La naturaleza ha encontrado elegantes vías enzimáticas para convertir N 2 O en productos inocuos para la atmósfera. Deberíamos apuntar a lo mismo con nuestras emisiones artificiales utilizando catalizadores novedosos, ", concluyen los equipos de investigación.
