Potenciales de oxidación muy elevados debido a disolventes adaptados
Los científicos han conseguido aumentar considerablemente el potencial de oxidación de los reactivos clásicos.
NO+ disuelto en diversos fluorobencenos. Cuantos más átomos de hidrógeno se sustituyan por átomos de flúor, menor será la interacción de los cationes con los electrones y menos coloreada estará la solución. Foto y gráfico: Dr. Malte Sellin
NO+ disuelto en diversos fluorobencenos. Cuantos más átomos de hidrógeno se sustituyan por átomos de flúor, menor será la interacción de los cationes con los electrones y menos coloreada estará la solución.
Dr. Malte Sellin
Un equipo de científicos dirigido por el Prof. Dr. Ingo Krossing, catedrático de Química Molecular y de Coordinación del Instituto de Química Inorgánica y Analítica de la Universidad de Friburgo, ha conseguido aumentar considerablemente el potencial de oxidación de los cationes Ag+ y NO+. Mientras que los potenciales de estos cationes en disolventes y aniones convencionales son de hasta +0,65 / +1,0 V frente a Fc+/0, los científicos presentaron potenciales de hasta +1,50 / +1,52 V frente a Fc+/0. Esto se consiguió utilizando disolventes y aniones de interacción especialmente débil. El grupo de trabajo se centra en los derivados de benceno fluorados sustituidos que maximizan la polaridad. Con este nuevo enfoque, en el futuro serán posibles reacciones redox con sistemas difíciles de oxidar o aplicaciones completamente nuevas en el campo de la electrocatálisis o las lanzaderas/mediadores redox. Los científicos publicaron los resultados de su investigación en la revista Nature Communications.
Cuanto más débil es la interacción con el catión, mayor es el potencial de oxidación
Los cationes Ag+ y NO+ son agentes oxidantes muy utilizados en química e investigación de materiales. En las condiciones adecuadas, pueden eliminar electrones de sustratos de forma selectiva. Como estos cationes son muy pequeños y tienen una alta densidad de carga, interactúan fuertemente con su entorno. Es precisamente esta fuerte interacción con el entorno, por ejemplo el anión o el disolvente, lo que hace que el potencial de oxidación de estos cationes también se reduzca considerablemente. Para maximizar el poder de oxidación de los cationes disueltos, los científicos utilizaron aniones débilmente coordinantes (WCA) y disolventes.
El grupo de trabajo utilizó derivados fluorados del benceno como disolventes. Para comprender las propiedades de esta clase de moléculas, el Dr. Johannes Hunger, del Instituto Max Planck de Investigación de Polímeros, apoyó la investigación y determinó los valores de la constante dieléctrica, muy importante como propiedad de los disolventes. Esto demostró que los aromáticos di- a tetrafluorados en particular tienen valores más altos en este aspecto que los disolventes convencionales como el diclorometano o la acetona.
Aunque el propio benceno o el benceno monofluorado siguen interactuando fuertemente con los cationes Ag+ y NO+, la interacción disminuye con cada átomo de flúor adicional. "Además de las mediciones electroquímicas, utilizamos difracción de rayos X monocristalina para determinar las estructuras en estado sólido de los compuestos de los disolventes y los cationes, y también pudimos demostrar la menor interacción con grados crecientes de fluoración", explica el Dr. Malte Sellin, coautor del estudio.
"Estas partículas prácticamente inalteradas y su elevado potencial de oxidación nos permiten lograr reacciones que antes eran inalcanzables", afirma Krossing. "Esto nos permite realizar nuevas investigaciones químicas fundamentales y, potencialmente, aplicaciones completamente nuevas. En el futuro, comprenderemos aún mejor cómo se comportan las moléculas en estado oxidado, simplemente porque ahora también podemos producirlas y estudiarlas."
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Alemán se puede encontrar aquí.
Publicación original
Christian Armbruster, Malte Sellin, Matthis Seiler, Tanja Würz, Friederike Oesten, Maximilian Schmucker, Tabea Sterbak, Julia Fischer, Valentin Radtke, Johannes Hunger, Ingo Krossing; "Pushing redox potentials to highly positive values using inert fluorobenzenes and weakly coordinating anions"; Nature Communications, Volume 15, 2024-8-7
Más noticias del departamento ciencias
Reciba la química en su bandeja de entrada
No se pierda nada a partir de ahora: Nuestro boletín electrónico de química, análisis, laboratorio y tecnología de procesos le pone al día todos los martes y jueves. Las últimas noticias del sector, los productos más destacados y las innovaciones, de forma compacta y fácil de entender en su bandeja de entrada. Investigado por nosotros para que usted no tenga que hacerlo.
