Cientistas da Universidade de Agricultura e Tecnologia de Tóquio (TUAT), Japão, descobriram que um veneno de catalisador, que desativa catalisadores homogêneos, pode ser "renascido" como um ligante eficiente pela introdução de um substituinte, em reações químicas. Esta descoberta é útil para expandir o design do ligante em catalisadores homogêneos. Esta pesquisa foi publicada online no jornal Organometálicos .

Um grupo de substâncias que interrompe completamente ou parcialmente uma catálise por contaminação é amplamente conhecido como veneno de catalisador. Exemplos típicos de veneno de catalisador são mercúrio e compostos sulfurados para catálise heterogênea e uma substância química chamada dibenzociclooctatetraeno para catálise homogênea. Essas substâncias desativam o catalisador ligando-se ao sítio ativo de maneira muito forte. O veneno do catalisador homogêneo, Contudo, pode ser alterado como um ligando eficiente pela introdução de um substituinte.

Uma equipe de pesquisa da TUAT estava procurando por ligantes de dieno cíclicos para um catalisador de rutênio (Ru) para sintetizar dienos ignorados, que são conhecidas por serem subestruturas de muitos produtos naturais e moléculas farmacêuticas. Por acidente, eles encontraram dibenzociclooctatetraeno, um veneno de catalisador homogêneo, para funcionar como um ligante. Após a triagem, eles finalmente descobriram que a anexação de fenil ao veneno do catalisador era um ligante muito eficiente. Tecnicamente, reação de b-mirceno (um do grupo mais difundido de produtos naturais) com acrilato de metila catalisado por um complexo de Ru com 1, 5-ciclooctadieno (1 mol por cento; um ligante dieno cíclico típico) produziu o produto de acoplamento linear apenas com 23 por cento de rendimento a 30 graus C por 7 horas. Contudo, o complexo 5-fenildibenzociclooctatetraeno (dibenzociclooctatetraeno foi ligado a um grupo fenil) de Ru catalisou a reação para dar o produto com 97 por cento de rendimento em 1 hora nas mesmas condições.

O dibenzociclooctatetraeno se liga fortemente ao centro de Ru por sua natureza. Uma das chaves para esta alta atividade catalítica provavelmente decorre do efeito estérico do grupo fenil. Na presença de catálise dando dienos omitidos, as moléculas de dieno puladas formadas tendem a permanecer no catalisador como um intermediário estável, mas o grupo fenil varre a molécula do produto para longe do catalisador. Como resultado, o catalisador pode realizar ações para posterior catálise.

"Antes de um processo catalítico, normalmente é preciso remover as substâncias que funcionam como venenos do catalisador para não desativar o catalisador. Eles são incômodos nos catalisadores porque se ligam fortemente ao sítio ativo dos catalisadores. Contudo, a natureza de ligação forte ao catalisador é uma vantagem como ligante em catalisadores homogêneos. Nossa descoberta nos permitiu saber uma pequena alteração de um veneno de catalisador, não apenas impede a catálise, mas traz aceleração da catálise como um ligante de catalisador. Nossos resultados são certamente úteis para o desenvolvimento no projeto de ligantes resistentes para catalisadores. Em outras palavras, um veneno de catalisador não nasce assim, mas pode renascer como um ligante eficiente, "disse Masafumi Hirano, professor de química da TUAT e diretor do estudo.