Carbeni metallici per la sintesi organica
I carbeni metallici sono composti organometallici nuovi, che contengono un doppio legame metallo-carbonio. Possono essere scomposti in due modi diversi, modificando lo stato di ossidazione del metallo coinvolto. Lo sfruttamento della reattività dei carbeni metallici offre il potenziale per la crescita di fili a singola molecola coniugata dal centro metallico per l'utilizzo nel settore della nanoelettronica. Gli scienziati hanno studiato l'uso di carbeni metallici per reazioni di sintesi organica di interesse industriale con il finanziamento dell'UE del progetto NASUMECA ("Nanoscience with surface metal carbenes"). In particolare, hanno studiato lo sviluppo di catalizzatori eterogenei per reazioni di metatesi dell'olefina che comportano la ridistribuzione degli alcheni (olefine) mediante rottura e rigenerazione dei doppi legami carbonio-carbonio. La metatesi dell'olefina ha guadagnato l'attenzione perchι crea pochi prodotti collaterali indesiderati e rifiuti pericolosi rispetto ad altre reazioni organiche, grazie alla sua relativa semplicità. Il team si è concentrato sui singoli siti cataliticamente attivi in molecole di porfirina, piuttosto che sulle superfici, come originariamente previsto, perchι gli atomi di metallo isolati hanno mostrato un maggiore potenziale. Le molecole di porfirina possono ospitare svariati centri metallici, che giocano ruoli critici nel trasporto dell'ossigeno nel sangue e nella fotosintesi. I centri metallici della porfirina sono inoltre caratterizzati da eccellenti proprietà catalitiche e sono in grado di formare carbeni metallici. Gli scienziati sono stati in grado di eseguire la metallazione di singoli strati di porfirine senza la formazione di prodotti collaterali con legami in superficie e hanno chiarito i meccanismi sottostanti. Si prevede che i risultati avranno grande impatto nel campo della chimica dei metalli porfirinoidi. I ricercatori hanno usato con successo il trirutenio dodecacarbonile per creare composti organometallici nel vuoto. Ciò indicava la possibilità di adottare lo stesso meccanismo con altri composti per introdurre centri metallici non accessibili con la sublimazione metallo solido. Un altro composto simile, il triosmio dodecacarbonile aveva infatti subito metallazione grazie alla comprensione meccanica del processo. Attraverso le estensioni delle capacità di laboratorio e la successiva sperimentazione, il progetto ha sostenuto significativi progressi nel campo della chimica metallorganica, della scienza delle superfici e dell'auto-assemblaggio molecolare. Insieme alla formazione scientifica e alla promozione delle competenze di gestione, il progetto NASUMECA ha garantito che una nuova generazione di ricercatori fossero in grado di lavorare su applicazioni con rilevanza socio-economica.
