Los químicos crean nuevos tipos de ácidos de Lewis
Síntesis por primera vez a base de fósforo
Investigadores de la Universidad de Münster han desarrollado un método que permite crear tres superácidos de Lewis coordinados a base de fósforo. Anteriormente no había sido posible aislar este tipo de compuestos, ni en estado líquido ni en estado sólido, debido a su extrema electrofilicidad y la reactividad asociada.
Estructura y estado cristalino del nuevo tipo de superácido de Lewis
© Dielmann group
En química, los ácidos de Lewis son compuestos que se esfuerzan por aceptar pares de electrones. Debido a esta llamada electrofilicidad, a menudo se utilizan para acelerar las reacciones químicas. Un ejemplo de ello es la producción de poliuretanos sintéticos utilizados en la fabricación de espumas para el aislamiento de edificios, asientos de automóviles y esponjas domésticas.
"Utilizamos sustitutos especiales que regulan la electrofilicidad del átomo de fósforo", dice el Dr. Fabian Dielmann, que dirige un Grupo de Investigadores Junior Emmy Noether en la Universidad de Münster. "Como resultado, la reactividad de los compuestos puede reducirse un poco, lo que permite aislarlos como sólidos cristalinos. Esto representa un progreso importante en el campo de la química de los ácidos de Lewis", añade. Anteriormente, sólo se habían sintetizado unos pocos superácidos de Lewis con una electrofilicidad similarmente alta. Sin embargo, estos difieren en su reactividad de los nuevos tipos de compuestos de fósforo. Estos últimos compuestos hacen posibles nuevos mecanismos de activación para la conversión de moléculas particularmente inertes, lo que extiende su utilización en la química de síntesis.
Antecedentes, método y perspectivas
Especialmente en los últimos tiempos, el desarrollo de compuestos altamente electrofílicos ha allanado el camino para un progreso muy importante en el campo de la química de los ácidos de Lewis. Durante mucho tiempo se asumió que tales compuestos en fase condensada no podían existir en forma libre. Fue sólo en 2002, como resultado de la inteligente elección de voluminosos sustitutos y el uso de contraindicaciones de débil coordinación, que los químicos J. B. Lambert y C. A. Reed lograron aislar por primera vez los iones de silicio de tres coordenadas. Casi dos décadas después de este avance, el equipo de investigadores dirigido por Fabian Dielmann ha demostrado -contrariamente a todas las suposiciones anteriores- que la síntesis de superácidos de Lewis estructuralmente similares basados en fósforo es posible.
Como los superácidos de fósforo son particularmente reactivos, sólo pueden manipularse con la estricta exclusión del aire y la humedad. Después de la síntesis, los compuestos se obtuvieron como sólidos cristalinos blancos y sus propiedades se examinaron mediante espectroscopia de RMN, espectroscopia de masas y análisis de estructuras de rayos X monocristalinas. Los químicos realizaron cálculos cuánticos-mecánicos para comprender mejor la estructura electrónica, así como para calcular la electrofilicidad.
Con el trabajo realizado, los químicos de la Universidad de Münster han demostrado un método que permite estabilizar compuestos extremadamente electrofílicos mediante el uso de sustitutos especiales. Los investigadores suponen que, al transferir el método subyacente a otras clases de compuestos clasificados hasta ahora como "no viables", se puede avanzar en la creación de otros compuestos altamente electrofílicos.
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