Un team di ricercatori del Max Planck Institut für Kohlenforschung ha trovato un modo per far sì che il bismuto si comporti come un metallo di transizione. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Scienza , il gruppo descrive il loro metodo per ottenere il bismuto per orchestrare eventi di scambio di obbligazioni.

Il bismuto è un metallo post-transizione pentavalente grigio-rossastro:è fragile e bianco quando viene prodotto per la prima volta. Ottiene la sua tonalità rossastra a causa dell'ossidazione. È utilizzato in un'ampia varietà di prodotti, compresi i prodotti farmaceutici, pigmenti e cosmetici. È meno spesso usato come reagente nelle reazioni chimiche. I chimici con questo nuovo sforzo cercarono di cambiarlo perché il bismuto, a differenza della maggior parte degli altri metalli, è sicuro per il consumo umano.

I ricercatori notano che i metalli di transizione sono utili come catalizzatori perché possono spostarsi avanti e indietro tra gli stati di ossidazione. Tale flessibilità consente loro di scivolare dentro e fuori dai legami chimici. Ciò consente loro di essere utilizzati in applicazioni in cui possono tagliare i legami tra un solido non metallico come il boro e il carbonio e quindi aggiungere un fluorocarbonio come suo sostituto. I ricercatori osservano che l'uso del bismuto consentirebbe invece ai chimici di effettuare reazioni simili, con conseguente prodotti finali più sicuri.

Il lavoro del team ha comportato la produzione di un catalizzatore ottimizzando i ligandi che presentavano una frazione sulfoximine che potrebbe essere utilizzata per la fluorurazione degli esteri arilboronici attraverso cicli redox del bismuto. Le diverse specie di bismuto sono state sottoposte a caratterizzazione cristallografica insieme a indagini sugli eventi di legame carbonio-fluoro, che ha portato all'identificazione di caratteristiche che potrebbero essere utilizzate per svolgere un ciclo catalitico completo. Sottolineano che la reazione che hanno sviluppato richiedeva una logica meccanicistica:non poteva essere ottenuta attraverso una miscelazione casuale.

I ricercatori notano che ci sono ancora problemi con le reazioni che devono essere affrontate prima che il bismuto possa essere usato come metallo di transizione. Descrivono il loro lavoro più come una prova di concetto che come una dimostrazione dell'uso del bismuto nelle applicazioni commerciali. Suggeriscono inoltre che il loro approccio si presterà probabilmente a reazioni che non possono essere eseguite con altri metalli piuttosto che sostituire i metalli in reazioni che sono già utilizzate in applicazioni commerciali.

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