Um jovem pesquisador da equipe do professor Waldvogel usando um aparelho de triagem para otimização de eletrólise paralela. Crédito:Alexander Sell
A eletroquímica passou por um renascimento nos últimos anos e vários grupos de pesquisa estão atualmente trabalhando na produção ou conversão de moléculas que não agridem o meio ambiente. Contudo, apesar da superioridade da eletroquímica, sua aplicação a várias moléculas tem sido problemática. A eletrólise de substâncias altamente reativas, por exemplo, até agora só levou à formação de produtos de alto peso molecular, ou seja, polímeros. Este método de produção às vezes era até mesmo usado propositalmente, como nos exemplos de politiofeno e polianilina, esta última também é conhecida como anilina negra. Químicos da Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) agora conseguiram superar o problema da formação de polímeros eletroquímicos e desenvolver uma estratégia de síntese eficiente e sustentável para esses produtos importantes pela primeira vez.
Para gerar reações químicas, a eletroquímica usa corrente elétrica em vez de reagentes químicos parcialmente perigosos e, portanto, sem resíduos de reagentes. Este método ecológico fornece fácil acesso a uma série de compostos com alto teor químico, farmacêutico, e potencial de ciência material, tais como blocos de construção para cocatalisadores em catálise homogênea. O grupo de pesquisa liderado pelo professor Siegfried Waldvogel do Instituto de Química Orgânica da Universidade de Mainz desenvolveu agora um método para usar essa tecnologia-chave com substâncias altamente reativas. "Trabalhando com certas substâncias iniciais, a eletroquímica sempre resultou em polímeros. Agora podemos escolher reunir apenas dois blocos de construção, "explicou Waldvogel. Esta estratégia foi desenvolvida em colaboração com a Evonik Performance Materials GmbH.
Contudo, não é apenas a simplicidade desta síntese que convence, mas também sua compatibilidade ambiental. O único "resíduo" produzido é o hidrogênio, que é conhecido como um combustível amigo do ambiente. A chave para o sucesso aqui é o uso de um sistema eletrolítico exclusivo, que é extremamente estável e pode ser reutilizado após a eletrólise, reforçando o aspecto verde deste método. Além disso, este eletrólito extraordinário é também a fonte da alta seletividade dessas reações. Portanto, uma configuração de eletrólise muito simples pode ser usada.
Em outras palavras, os cientistas conseguiram pela primeira vez realizar um acoplamento cruzado eletroquímico carbono-carbono de tiofenos com fenóis. Em outro experimento, o acoplamento cruzado oxidativo de derivados de anilina foi realizado, produzindo seletivamente um amplo espectro de bifenil diaminas. Os artigos foram publicados na revista Angewandte Chemie .