Una nueva mirada al ‘entrenamiento’ de compuestos químicos altamente reactivos

Las moléculas altamente reactivas no pueden sobrevivir por mucho tiempo en la naturaleza. Si los investigadores quieren estudiarlo más de cerca, deben producirlo en condiciones de laboratorio muy específicas. En comparación con las partículas «ordinarias», muchas de estas micropartículas tienen una característica distintiva: simplemente se unen a todo lo que las rodea y, por lo tanto, son difíciles de dirigir.

Dirigidos por el Dr. Jonas Warnick, los investigadores del Instituto Wilhelm Ostwald de Química Física y Teórica de la Universidad de Leipzig han logrado un progreso crucial en el estudio de un solo tipo de partícula altamente reactiva. Con base en su investigación, ahora comprenden las «preferencias de unión» de estas partículas.

Su investigación sirve como base para el uso altamente específico de estos Moléculas reactivasPor ejemplo, para generar nuevas estructuras moleculares o para unir y eliminar «desechos» químicos peligrosos de esta manera. Los investigadores ahora han publicado sus hallazgos en la revista. Química – Revista europeaSu investigación apareció en la portada gracias a la excelente reseña que recibieron.

¿Cuál es el denominador común entre personas y moléculas?

Las moléculas y las personas tienen mucho en común. Hay quienes son letárgicos y prefieren mantenerse para sí mismos, y hay quienes son muy enérgicos y extrovertidos. Luego están aquellos que están tan descontentos con su situación que atacan al azar a todos en su entorno. Si desea que se comporte de manera social, primero debe comprender el motivo de sus ataques. Los químicos trabajan con alta reactividad. Complejos residenciales En una forma similar. Debido a su excepcional reactividad, las combinaciones dirigidas (producción de una molécula específica) con estos compuestos son muy difíciles. Si desea que estos compuestos altamente reactivos reaccionen con una molécula en particular, esto generalmente falla porque, en cambio, reaccionan con el solvente en su entorno. Se relacionan con todo lo que pasa por su camino. «Pero esta es, de hecho, la tremenda oportunidad que presentan estos compuestos. Son capaces de estimular incluso muy poco de moléculas Y los átomos interactúan de formas que de otro modo no serían posibles ”, explica Warnick.

Dirección de vehículos altamente reactivos

Desde hace varios años, los investigadores del Instituto Wilhelm Ostwald han investigado un tipo especial de compuesto altamente reactivo con doce átomos de boro que puede unirse incluso a gases nobles que no han reaccionado. Once Átomos de boro Tiene un compañero de unión (llamado sustituyente), mientras que el 12º átomo de boro realiza el ataque. ¿Cómo podemos dirigir estos compuestos altamente reactivos para que las síntesis dirigidas sean posibles en el futuro? Para responder a esta pregunta, los investigadores produjeron estos compuestos altamente reactivos en un entorno sin disolventes y sin aire de un espectrómetro de masas, aislando así los compuestos de tal manera que no hay compuestos en su entorno para que puedan atacar.

En el segundo paso, los compuestos altamente reactivos se alimentaron selectivamente a los compañeros de reacción que atacaron. Los investigadores encontraron que la «agresividad» de los compuestos cambiaba cuando se cambiaban las alternativas. «Esto no fue sorprendente al principio», dice Warnick. «Sin embargo, luego descubrimos que la propensión a atacar no simplemente se hacía más fuerte o más débil como resultado de este intercambio de átomos, sino que dependía en gran medida de qué compañero de interacción estaba presente». Los investigadores pudieron demostrar que las sustituciones tienen una fuerte influencia en la reacción y rastrear las preferencias de reacción hasta un enlace químico muy específico que se forma en diversos grados según el compañero de interacción.

Este descubrimiento sorprendió a los investigadores porque en química este tipo de enlace se encuentra más comúnmente con compuestos metálicos y no con los compuestos de boro estudiados, que pertenecen a compuestos no metálicos. Esta hipótesis fue finalmente corroborada más allá de toda duda razonable por métodos experimentales y teóricos especiales llevados a cabo por el grupo de investigación profesional inicial bajo la dirección de Warnick en asociación con grupos de trabajo dirigidos por el Prof. Dr. Knut Asmis y el Prof. Dr. Ralph Toner, ambos del Instituto Wilhelm Ostwald. El grupo continuará su investigación con sus socios de Wuppertal. Esperan poder utilizar moléculas como el monóxido de carbono o el nitrógeno del aire de esta manera para síntesis específicas. Pero Warnick dice que todavía queda un largo camino por recorrer antes de que eso suceda.

Presentado por la Universidad de Leipzig