Uma descoberta no campo da catálise surgiu dos laboratórios do Professor Jaeheung Cho e sua equipe do Departamento de Química da UNIST. Seu trabalho pioneiro levou ao desenvolvimento de um complexo cobre (II) –alquilperoxo que poderia revolucionar os domínios da química sintética e das aplicações industriais. O estudo foi publicado em ACS Catalysis .



A chave para este catalisador inovador reside na sua notável capacidade de decompor fortes ligações carbono-hidrogénio (ligações C – H) através do aproveitamento de solventes específicos. Ao manipular com precisão o ambiente do solvente, os pesquisadores descobriram a reatividade excepcional de seu complexo cobre(II)–alquilperoxo.

Através de uma série de experimentos meticulosamente projetados, a equipe de pesquisa sintetizou com sucesso o complexo cobre(II)–alquilperoxo e o submeteu ao dióxido de carbono supercrítico (SC–CO₂ ), um estado fluido de dióxido de carbono que exibe propriedades gasosas e líquidas simultaneamente. Esta nova abordagem resultou no composto metal-alquilperoxo peróxido mais reativo até o momento.

O professor Cho disse:"Nossa análise abrangente das reações de oxidação e cálculos teóricos avançados introduziram uma nova era na catálise de oxidação utilizando cobre (II) –alquilperoxo como catalisador."

De particular importância é a oxidação de alcanos não ativados, como metano e etano, tradicionalmente conhecidos por sua estabilidade e processos de oxidação que consomem muita energia. Ao adaptar a composição do complexo cobre (II) –alquilperoxo, os pesquisadores alcançaram a oxidação seletiva de alcanos não ativados, um avanço fundamental na ciência catalítica. Além disso, a exploração de vários solventes pela equipe confirmou a capacidade sem precedentes de seu catalisador de quebrar ligações C-H resilientes.

Yuri Lee, o primeiro autor do estudo, disse:"Nossa pesquisa significa um marco na manipulação da reatividade por meio da engenharia de solventes nas espécies cobre (II) –alquilperoxo."

O professor Cho disse:"Nosso trabalho não apenas mostra as excepcionais capacidades de oxidação das espécies cobre (II) –alquilperoxo, mas também elucida sua reatividade dependente de solvente, estabelecendo as bases para catalisadores metálicos de ponta em vários domínios científicos."

A equipa de investigação prevê que esta investigação transformadora não só impulsiona os limites da química sintética, mas também é uma promessa imensa para aplicações ambientais e industriais, anunciando uma nova era de excelência catalítica e tecnologia sustentável.

Mais informações: Yuri Lee et al, Influência de solventes na oxidação catalítica da ligação C – H por um complexo de cobre (II) –Alquilperoxo, Catálise ACS (2024). DOI:10.1021/acscatal.3c05643
Informações do diário: Catálise ACS

Fornecido pelo Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Ulsan