moléculas "domesticadas" para catalizadores más sostenibles
Síntesis con éxito en laboratorio de un espectacular compuesto de galio
Los catalizadores desempeñan un papel importante en la fabricación de muchos productos que encontramos en la vida cotidiana: por ejemplo, en los coches, para la purificación de los gases de escape, o en la industria química, en la producción de fertilizantes. Los catalizadores garantizan que estas reacciones se produzcan con un bajo consumo de energía y con el menor número posible de reacciones secundarias. Los catalizadores tradicionales se basan en metales preciosos raros y, por tanto, caros, como el iridio y el rodio, que además contaminan el medio ambiente. "Para que los procesos de producción sean más sostenibles, es muy conveniente sustituir los catalizadores de metales preciosos por alternativas menos tóxicas, como los metales del grupo principal", afirma el Prof. Dr. Robert Kretschmer, Catedrático de Química Inorgánica de la Universidad Tecnológica de Chemnitz. El uso de aluminio o galio como sustitutos de los metales preciosos tiene varias ventajas: "Se encuentran entre los metales más abundantes de la corteza terrestre, son baratos y no tóxicos, y tienen propiedades químicas únicas", afirma el catedrático de Química de Chemnitz.
El Prof. Dr. Robert Kretschmer (izquierda) y el Dr. Tobias Rüffer forman parte del equipo de investigación que ha logrado sintetizar un compuesto inusual del metal galio.
Jacob Müller
Por desgracia, los conceptos catalíticos desarrollados para los metales preciosos no pueden aplicarse sin más a elementos fácilmente disponibles. Por ello, el desarrollo de nuevos métodos que permitan utilizar, por ejemplo, aluminio y galio como catalizadores es un objetivo de la investigación mundial. Científicos de Chemnitz de la Cátedra de Química Inorgánica han observado ahora por primera vez una reacción de un compuesto de galio que hasta ahora sólo se conocía para metales caros. "Hemos producido un compuesto inusual en el que el átomo de galio sólo está unido a un único átomo de carbono", explica Kretschmer. Tales compuestos son muy raros y sólo hay unos pocos grupos de investigación en el mundo capaces de "domesticar" tales moléculas en el laboratorio.
La reactividad del nuevo compuesto es especialmente espectacular: "Mientras que el galio normalmente se esfuerza por aumentar el número de enlaces en una reacción, nuestro equipo ha logrado por primera vez una reacción en la que el metal sólo tiene un enlace al final, pero el átomo de galio ha saltado dos átomos de carbono más allá", afirma Kretschmer. Las llamadas reacciones de inserción desempeñan un papel importante en un gran número de síntesis industriales y la observación abre ahora perspectivas para el desarrollo ulterior de la catálisis".
Los resultados de la investigación de Chemnitz se publicaron en la prestigiosa revista "Nature Synthesis" en septiembre de 2024. Debido a la gran relevancia del trabajo, también fue honrado con un informe en "Nature Briefing".
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