Por mais de um século, a conhecida regra de 18 elétrons orientou o campo da química organmatálica. Agora, os pesquisadores do Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa (OIST) acumularam com sucesso um composto organmatálico sofisticado que desafiou essa política de longo prazo. Eles criaram um derivado estável de 20 elétrons de complexos metal-orgânicos à base de ferro, o que pode levar às emocionantes possibilidades de ciência química.
“Para muitos complexos de metais de transição, eles são mais estáveis quando cercados por 18 elétrons de valência formais. É uma regra química do polegar, com base em muitos da invenção baseada na Catálise e na Ciência do Material”. ComunicaçãoEm colaboração com cientistas na Alemanha, Rússia e Japão. A ferrosina é um exemplo clássico que incorpora essa regra. “Agora, mostramos pela primeira vez que é possível acumular um derivado de 20 elefantes de 20 elétrons”, acrescentou.
Isso melhora nossa compreensão da estrutura e durabilidade do metal inovador, uma classe de compostos conhecidos por sua estrutura “sanduíche” característica, onde um átomo de metal fica em dois anéis orgânicos.
Reconstrua nosso entendimento conceitual
O primeiro sintetizado no 5º, a ferrosina revolucionou a química com sua estabilidade inesperada e estrutura única, finalmente ganhou o Prêmio Nobel de 1973 em química. De várias maneiras, a ferrosina abre um novo capítulo para entender nossos laços metálicos – orgânicos e introduziu o campo moderno da química organmatal, que inspira a geração de cientistas a explorar compostos metálicos.
Este novo estudo cria essa base. Projetando um novo sistema de ligantes, a equipe conseguiu estabilizar um derivado de ferrosina com a química de coordenação de 20 Valence Electron, anteriormente considerada impossível. “Além disso, os dois elétrons de valência adicionais convenceram uma propriedade redox obsoleta que mantém o potencial de futuras aplicações”, mencionou o Dr. Tekbayashi. Isso é importante, embora a ferroosina já seja usada em reações envolvendo transferência eletrônica conhecida como resposta redox, foi limitada à faixa estreita do estado comercial. Ao permitir acesso ao novo estado vigoroso através da formação de uma ligação Fe -N nesse derivado, ele estende a maneira como a ferrosina pode alcançar ou perder os elétrons. Como resultado, pode se tornar mais eficaz como catalisador ou ingredientes funcionais em diferentes campos, desde economia de energia até produção química.
Compreender como quebrar e reconstruir as regras da estabilidade química permite que os pesquisadores projetem moléculas com os recursos criados pelo alfaiate. Essas idéias podem inspirar novas pesquisas para promover a química sustentável, incluindo o desenvolvimento de catalisadores verdes e os materiais da próxima geração.
Uma plataforma para futura inovação
De células solares e produtos farmacêuticos a dispositivos médicos e catalisadores avançados, os derivados da ferroosina já entraram em várias tecnologias. Ao estender o kit de ferramentas conceitual disponível para os químicos, esse mais recente progresso pode ajudar a criar e diversificar esses aplicativos ao inspirar todo o novo.
O Grupo de Química OrganMatalic Os princípios básicos que gerenciam as interações metal-geom no OIT se concentram na descoberta e na aplicação de desafios do mundo real. Essa equipe tem um interesse especial em compostos obsoletos que negam as regras químicas padrão, como os derivados de ferrosina de 20 elétrons relatados neste estudo.
Isso foi feito pelo Programa JSPS para a formação da Sociedade Japonesa de Promoção da Ciência (JSPS), a principal universidade de pesquisa do Japão, a análise de instrumentos do Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa (OIST) e o Departamento de Engenharia e o Departamento de Engenharia.
