Carbenos metálicos aplicados a la síntesis orgánica

Nuevos compuestos en los que se combinan metales y carbono podrían desempeñar una función importante en reacciones de interés industrial. La financiación aportada por la Unión Europea permitió a un equipo de científicos ahondar en los mecanismos sintéticos para aprovecharlos al máximo.

Tecnologías industriales

Los carbenos metálicos son compuestos organometálicos nuevos que contienen un doble enlace entre metales y carbono. Estos pueden deconstruirse de dos formas cambiando el estado de oxidación del metal implicado. El control de la reactividad de los carbenos metálicos ofrece un enorme potencial para hacer crecer cables metálicos unimoleculares a partir del centro metálico para su empleo en nanoelectrónica. Un equipo de científicos investigó el empleo de carbenos metálicos en reacciones de síntesis orgánica relevantes para la industria gracias a la financiación aportada al proyecto «Nanoscience with surface metal carbenes» (NASUMECA). En concreto se estudió el desarrollo de catalizadores heterogéneos para las reacciones de metátesis olefínica en las que se redistribuyen los alquenos, (olefinas) al deshacer y regenerar los dobles enlaces de carbono. La metátesis olefínica ha atraído considerable atención debido a que es relativamente simple y genera pocos subproductos no deseados y residuos peligrosos en comparación con otras reacciones orgánicas. El equipo al cargo del proyecto se centró en sitios de actividad catalítica concretos en moléculas de porfirina en lugar de en superficies como se había planteado en un principio debido a que los átomos metálicos aislados mostraron un potencial mayor. Las moléculas de porfirina pueden albergar varios centros metálicos y desempeñan funciones básicas en el transporte de oxígeno en la sangre y en la fotosíntesis. Los centros metálicos de porfirina también poseen características catalíticas excelentes y pueden llegar a formar carbenos metálicos. Los científicos lograron metalar capas independientes de porfirinas sin que se llegaran a formar subproductos unidos a su superficie y procedieron a desentrañar los mecanismos subyacentes. Los resultados influirán enormemente en el campo de la química metálica porfirinoide. Utilizaron además trirrutenio-dodecacarbonilo [Ru3(CO)12] para crear compuestos organometálicos en el vacío. Todo ello manifiesta la posibilidad de utilizar el mismo mecanismo con otros compuestos para introducir centros metálicos cuando no es posible realizarlo mediante sublimación de metales sólidos. Otro compuesto de este tipo denominado triosmio-dodecarbonilo [Os3(CO)12] se metaló gracias a un enfoque mecanicista del proceso. El proyecto, gracias a la ampliación de capacidades de laboratorio y de experimentación consecuentes, ofreció progresos importantes en los campos de la química organometálica, la ciencia de las superficies y el autoensamblaje molecular. NASUMECA garantizó que una nueva generación de científicos esté lista para trabajar en aplicaciones de relevancia socioeconómica gracias a su labor de formación científica y fomento de las capacidades de gestión.