Un catalizzatore è un ingrediente chiave per molte reazioni chimiche. Facilita una molecola a trasformarsi in un'altra molecola, senza essere cambiata essa stessa, il che significa che può essere utilizzata più volte. Tuttavia, molti catalizzatori sono fatti di metalli preziosi, il che li rende costosi e potenzialmente dannosi per l'ambiente. Ora, i ricercatori hanno progettato un catalizzatore costituito da un metallo molto più abbondante, il ferro, per facilitare un'importante reazione chimica:la reazione di metatesi dell'olefina. Il loro lavoro è stato pubblicato di recente su Nature Catalysis .

"La reazione di metatesi dell'olefina è tra le reazioni catalitiche più ampiamente applicabili per la formazione di doppi legami carbonio-carbonio", ha spiegato Satoshi Takebayashi, ricercatore presso l'Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST) che è stato coinvolto nel lavoro. "I doppi legami carbonio-carbonio sono un legame importante che si trova in molti prodotti chimici."

Le olefine sono una classe di composti con doppi legami carbonio-carbonio. La reazione di metatesi dell'olefina produce nuovi doppi legami carbonio-carbonio scambiando gli atomi di carbonio nelle olefine. Il catalizzatore facilita questo scambio rompendo i doppi legami originali e provocandone la formazione di nuovi.

Attualmente, uno dei catalizzatori più popolari per questa reazione è costituito dal metallo prezioso, il rutenio. Lo scopo di questo studio era quello di facilitare la reazione utilizzando un catalizzatore fatto con un metallo molto più abbondante, il ferro, rendendo così l'intero processo più economico e più rispettoso dell'ambiente. Questo è stato un obiettivo a lungo ricercato dalla comunità scientifica poiché il rutenio e il ferro si trovano nello stesso gruppo della tavola periodica e quindi dovrebbero avere proprietà simili.

Per questo studio, i ricercatori hanno progettato un nuovo complesso di ferro e hanno dimostrato che potrebbe essere utilizzato come catalizzatore nella reazione di metatesi dell'olefina. Hanno dimostrato che funzionava creando un polimero, una molecola a catena lunga composta da unità chimiche più piccole.

Nonostante il successo di questa ricerca, Takebayashi ha evidenziato che i catalizzatori a base di rutenio all'avanguardia sono ancora molto più applicabili di quelli a base di ferro di nuova creazione. Il catalizzatore di ferro è instabile e meno attivo se esposto all'aria e all'umidità. Queste limitazioni devono essere corrette prima che il catalizzatore di ferro possa sostituire quello al rutenio.

"Questo studio può essere utile ad altri ricercatori nel campo", ha concluso Takebayashi. "Spero che i catalizzatori a base di ferro possano essere ulteriormente sviluppati utilizzando questa conoscenza". + Esplora ulteriormente

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