p A reação de acoplamento cruzado Suzuki é uma técnica amplamente usada para combinar compostos orgânicos e sintetizar produtos químicos complexos para aplicações industriais ou farmacêuticas. O processo requer o uso de catalisadores de paládio (Pd) e, a partir de hoje, dois tipos principais de materiais à base de Pd são usados ​​na prática como catalisadores heterogêneos. p O primeiro é "catalisadores carregados de metal, "que consistem em átomos de Pd (sítios ativos) carregados em suportes inertes feitos de óxidos ou materiais à base de carbono. Eles são fáceis de preparar e oferecem uma grande área de superfície com sítios ativos onde a reação de Suzuki pode acontecer. No entanto, esses catalisadores se degradam rapidamente com o uso à medida que os locais ativos se agregam / se separam do suporte. O segundo tipo são os "catalisadores intermetálicos" - moléculas feitas de Pd e outro metal. Embora muito mais estável e eficaz em condições moderadas, esses catalisadores fazem mau uso das altas quantidades de Pd necessárias porque poucos sítios ativos acabam realmente expostos ao meio de reação. Mas e se os dois tipos de catalisador fossem combinados para superar suas limitações inerentes?

p Em um estudo recente publicado em Catálise ACS , uma equipe de cientistas da Tokyo Tech, Japão, surgiu com uma nova ideia para um catalisador heterogêneo. Eles escolheram carboneto de zircônio nanoporoso (ZrC) como o suporte no qual eles cultivaram ZrPd ₃ nanopartículas, que atuam como um catalisador intermetálico. Como o suporte e o composto ativo têm o mesmo elemento (Zr), a preparação química do catalisador é notavelmente simples. Os benefícios gerais, além disso, vá muito além disso.

p Primeiro, o novo catalisador Pd-ZrC é altamente estável porque sítios ativos (ZrPd ₃ ) sejam ancorados no suporte ZrC nanoporoso. Esta forte interação entre ZrPd ₃ e ZrC ajuda a melhorar a estabilidade catalítica geral, permitindo a reutilização do catalisador Pd-ZrC por mais de 15 ciclos. Além disso, os locais de Pd expostos não se aglomeram e se dispersam por todo o suporte, realizando uma área efetiva muito maior do que apenas os catalisadores intermetálicos. A distribuição limpa de ZrPd ₃ sobre a superfície do suporte também significa que uma quantidade menor de paládio é necessária para o mesmo número de locais ativos em comparação com outros catalisadores intermetálicos - uma medida conhecida como economia de átomos de Pd.

p Talvez o mais importante seja o fato de que esses benefícios não vêm com amarras; o desempenho real, ou seja, frequência de rotatividade, do novo catalisador é superior ao dos compostos disponíveis comercialmente. Professor Hideo Hosono, quem liderou o estudo, explica:"Como o Pd-ZrC tem Pd carregado negativamente e uma forte capacidade de doação de elétrons, nosso catalisador alcançou alto desempenho catalítico para a reação de acoplamento cruzado Suzuki, mesmo em temperatura ambiente. "

p Geral, os resultados das análises teóricas e experimentais conduzidas pela equipe de cientistas confirmam que sua estratégia é muito promissora para o desenvolvimento de futuros catalisadores, como o Prof Hosono comenta:"Nossas observações provaram a eficácia da combinação de catalisadores intermetálicos com suportes para melhorar vários aspectos simultaneamente, mostrando que podemos aumentar os graus de liberdade no projeto de catalisadores heterogêneos. "

p Melhorar os catalisadores é uma forma prática de reduzir os custos econômicos e ambientais associados à síntese de produtos químicos complexos. Só o tempo dirá quantos projetos novos de catalisadores são inspirados pela estratégia adotada neste estudo.