Uma equipe da cadeira de Química Inorgânica II da Ruhr-Universität Bochum desenvolveu novos compostos químicos que tornam os catalisadores mais eficientes. Com suas propriedades eletrônicas e espaciais, a nova classe dos chamados ligantes de fosfina garante que os catalisadores sejam mais ativos e estáveis. No jornal Angewandte Chemie , pesquisadores liderados pelo Prof Dr. Viktoria Däschlein-Gessner descrevem como os novos ligantes atuam sobre os catalisadores de ouro. O grupo assume que os resultados podem ser transferidos para outros catalisadores e que vale a pena considerar os sistemas para uma aplicação industrial mais ampla. Os resultados foram publicados inicialmente online em 3 de junho, 2018.

Ligantes ajudam a determinar as propriedades do catalisador

As propriedades de um catalisador não são determinadas apenas pelo centro cataliticamente ativo, mas também por átomos ou moléculas ligadas a ele, que são chamados de ligantes. Os pesquisadores procuram especificamente por esses ligantes para otimizar os catalisadores e personalizá-los para determinadas aplicações.

Os sistemas desenvolvidos em Bochum dizem respeito a ligantes de fosfina, isto é, compostos de fósforo e grupos de carbono. "As fosfinas são onipresentes em catalisadores para a síntese de moléculas complexas, como produtos farmacêuticos, substâncias naturais e pesticidas, "diz Viktoria Däschlein-Gessner, um membro do cluster de excelência Ruhr Explores Solvation. "O projeto dos ligantes determina se um complexo químico pode catalisar uma reação e, se então, sob quais condições."

Fácil de produzir

Os novos sistemas de ligantes são fosfinas ricas em elétrons, que servem como fontes de elétrons para catalisadores e podem, assim, estabilizá-los. Eles podem ser sintetizados de várias maneiras a partir de precursores disponíveis comercialmente. “Assim, é fácil produzir os ligantes em diferentes versões e personalizar suas propriedades para se adequar a uma determinada aplicação, "explica Däschlein-Gessner.

Os químicos baseados em Bochum mostraram que altos rendimentos em baixas temperaturas seriam possíveis em reações catalisadas por ouro com os ligantes - e sem que fosse necessário otimizar laboriosamente a reação.

Quantidades baixas de catalisador suficientes em baixas temperaturas

As reações ocorreram até mesmo de forma eficiente quando a equipe usou apenas pequenas quantidades de catalisadores, que é um fator econômico que preocupa particularmente catalisadores de metais preciosos caros, como ouro. “Baixas temperaturas de reação também são interessantes do ponto de vista industrial, porque eles permitem que você economize custos de energia e simplifique processos, "Däschlein-Gessner enfatiza um benefício adicional dos sistemas.

A estrutura química particular com o que é conhecido como grupos ileto, que os pesquisadores integraram à fosfina, é crucial para o funcionamento dos novos ligantes. O ligante pode ser usado não apenas para catálise de ouro, mas também para outras formas de catálise.