Studi meccanicistici del radicale Mes-Acr. Credito: Natura (2020). DOI:10.1038/s41586-020-2131-1
Un team combinato di ricercatori dell'Università della Carolina del Nord a Chapel Hill e della Kent State University ha scoperto un radicale elettricamente neutro che può essere utilizzato come forte agente riducente chimico quando viene eccitato dalla luce. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Natura , il gruppo descrive il loro processo e i possibili usi per esso. Radek Cibulka con l'Università di Chimica e Tecnologia, Praga, ha pubblicato un articolo su News &Views che descrive i modi in cui l'energia luminosa può essere utilizzata per generare molecole reattive che subiscono trasformazioni chimiche tramite metodi che normalmente sarebbero difficili da ottenere - e il lavoro dei ricercatori in questo nuovo sforzo - nello stesso numero della rivista .
Come osserva Cibulka, ricerche precedenti hanno dimostrato che illuminare determinate molecole può costringerle a diventare più eccitate e quindi più reattive di quanto non sarebbero nel loro stato fondamentale naturale. A causa di ciò, la luce è stata utilizzata per produrre molecole reattive che subiscono trasformazioni chimiche che normalmente non si verificano:un esempio sono gli agenti ossidanti. Più problematico è stato usare la luce per produrre forti riducenti. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno usato la luce per generare molecole con proprietà riducenti paragonabili a quelle prodotte utilizzando metalli alcalini.
I ricercatori osservano che le reazioni di trasferimento di elettroni fotoindotte (PET) sono state tipicamente catalizzate utilizzando molecole organiche che assorbono la luce o complessi di metalli di transizione come cromo, rutenio, rame o iridio:pochissime reazioni di questo tipo, però, sono stati condotti utilizzando radicali organici neutri come accettori o donatori in stato eccitato. Come parte del loro lavoro di indagine sui radicali organici neutri, ne hanno scoperto uno che aveva un potenziale massimo di ossigeno allo stato eccitato di -3,36 volt rispetto a un elettrodo di calomelano saturo, un sale con uno ione mesitilacridinio. Quando esposto alla luce visibile, la specie diventa un ossidante che ruba un elettrone da un dato substrato, con conseguente conversione in un radicale acridina.
I ricercatori suggeriscono che la loro scoperta porterà probabilmente a ricerche da parte di altri sul fatto che altre molecole si comportino in modi simili, oltre a un rinnovato interesse nell'uso di approcci fotocatalitici nei sistemi riduttivi.
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