Pesquisadores da Agência para a Ciência de Cingapura, Tecnologia e Pesquisa (A * STAR) usaram o poder do dióxido de carbono para fazer duas moléculas simétricas em forma de estrela em uma única etapa. Essas moléculas podem ser usadas para construir complexos, materiais poliméricos funcionais úteis para cuidados pessoais, revestimentos e distribuição de drogas.

O dióxido de carbono é uma matéria-prima barata e acessível que o torna uma fonte atraente de moléculas potencialmente úteis. "Mas transformar o dióxido de carbono não é normalmente fácil, "explica o pesquisador líder Luo He-Kuan do Instituto de Pesquisa e Engenharia de Materiais da A * STAR.

Sua equipe desenvolveu uma rota simples para usar o dióxido de carbono para fazer compostos multifuncionais de carbonato que podem ser usados ​​como blocos de construção para materiais mais complicados. Eles criaram anéis de benzeno simétricos com três ou seis braços idênticos compreendendo grupos carbonato terminados por ligações triplas carbono-carbono, ou 'alcinos'. “Podemos integrar o dióxido de carbono na molécula sem a necessidade de altas temperaturas ou alta pressão, "diz Luo.

As moléculas em forma de estrela foram feitas em uma única etapa. A equipe introduziu o dióxido de carbono do gelo seco em um álcool com um grupo final alcino e anéis de benzeno decorados com três ou seis grupos de brometo de alquila. "No inicio, Contudo, apenas alguns dos ramos reagiram, por isso não pudemos obter o composto desejado, "Luo explica.

A equipe ajustou o processo e descobriu que as reações funcionavam com mais eficiência em temperatura ambiente; com o dióxido de carbono à pressão atmosférica; e com a adição de um promotor, brometo de tetrabutilamônio, e a base, carbonato de potássio. "Tentamos muitas vezes e depois de alguns meses, finalmente conseguimos [os grupos de brometo em] todos os seis ramos para reagir [com o álcool], " ele diz.

Adicionar o promotor à mistura dobrou o produto produzido. "É provável que o cátion tetrabutilamônio aumente a taxa de incorporação de dióxido de carbono ao estabilizar o ânion carbonato, "diz Luo.

O tempo de reação também é vital. "Precisávamos ser pacientes e deixar a reação funcionar até o fim para garantir que todos os ramos reagissem." A síntese da molécula em forma de estrela de três e seis braços levou dois e quatro dias, respectivamente.

Os alcinos na extremidade de cada braço dessas moléculas deveriam teoricamente ser capazes de reagir com uma série de moléculas diferentes para produzir uma variedade de materiais complexos ou funcionais. "No momento, estamos tentando usar os seis braços, molécula ramificada para construir moléculas em forma de estrela mais funcionais, que pode encontrar aplicações em cuidados pessoais, revestimentos e distribuição de drogas, "diz Luo.