TAS y estudios de resonancia paramagnética electrónica inducida por luz del catalizador. a, Espectros de absorción transitoria con resolución temporal del CuFeS2 catalizador que muestra la diferencia de densidad óptica (ΔOD) en función de la longitud de onda en varios retrasos de tiempo. b, dinámica transitoria del CuFeS2 PIA a 590 nm y fotoblanqueo (PB) a 910 nm. c, Representación esquemática de los diagramas de niveles de energía de CuFeS2 e hidracina. LUMO, orbital molecular ocupado más bajo. d, la especie intermedia fotoexcitada del catalizador con hidracina, de acuerdo con la oxidación de la hidracina mediante la transferencia de electrones desde su HOMO a los huecos fotogenerados de coincidencia de energía en la banda de valencia de CuFeS2 (C). e, La aparición del intermedio de reducción de tres electrones de nitrobenceno tras la irradiación de luz. Crédito:Nanotecnología de la naturaleza (2022). DOI:10.1038/s41565-022-01087-3
Un equipo de investigadores afiliados a entidades de la República Checa, Grecia y Alemania ha desarrollado una forma de reducir los nitroarenos a aminas que no produce reactivos tóxicos y no implica condiciones extremas. Han publicado sus resultados en Nature Nanotechnology .
La reducción de nitroarenos a aminas es un procedimiento común en aplicaciones comerciales:es parte del proceso involucrado en la creación de productos como polímeros, plásticos y pinturas. El método de reducción actual requiere procesamiento a temperaturas de hasta 100 grados centígrados, el uso de catalizadores de metales nobles y gas hidrógeno a alta presión. Tales condiciones han llevado a los científicos a buscar otras formas de hacer el trabajo. Un enfoque prometedor implica el uso de interacciones plasmónicas. En este nuevo esfuerzo, los investigadores amplían esta investigación.
El proceso de reducción que desarrollaron comienza con nanocristales de calcopirita con resonancia de plasmón similar a las nanopartículas de oro. Los nanocristales no solo son menos costosos, señalan los investigadores, sino que también tienen propiedades catalíticas mejoradas. El resultado es un aumento en los pares electrón-hueco. En su proceso, los reactivos son absorbidos por los nanocristales.
Luego, los investigadores agregaron los cristales a una solución de hidracina y nitrobenceno y luego bombardearon los resultados con luz azul durante dos horas. La hidracina redujo el nitrobenceno a anilina con un rendimiento del 100%. Los investigadores también señalan que el proceso se llevó a cabo a temperatura ambiente, aunque la reacción aumentó la temperatura de la solución de 25 a 58 grados centígrados, lo que aceleró la reacción. Tampoco produce reactivos tóxicos. Y finalmente, implica el uso de sulfuro de cobre y hierro, que es fácilmente obtenible.
Los investigadores señalan que su proceso entregó frecuencias de rotación que eran inalcanzables en otras reacciones y que tiene una tasa normalizada de costo reducido de orden de magnitud para reducir selectivamente los nitroarenos.
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