El uso de ligandos polipiridilo para diseñar nuevos catalizadores
Para el desarrollo de materiales, especialmente catalizadores, resulta cada vez más importante el diseño sistemático de moléculas inorgánicas con la composición y propiedades necesarias. En vistas de ello, unos científicos financiados por la Unión Europea investigaron formas simples de obtener complejos de metales combinados con el fin de controlar el ambiente y la composición metálica de estas especies y así investigar los mecanismos asociados a la reacción. El proyecto financiado con fondos europeos PYRCHEM (Metal-based polypyridyl ligands: catalysis, redox behavior and supramolecular assemblies) desarrolló una metodología sintética para preparar nuevos ligandos de tris(2-piridil)aluminato. Incluían diferentes grupos cabeza de puente y grupos 2-piridilo sustituidos o sin sustituir e investigaron la relación entre la estructura y la reactividad en dichos compuestos. Los ligados tris(piridil) neutrales se basan principalmente en ligandos de piridina simples sin elaboración o funcionalización de su estructura. Recientemente se ha centrado la atención en los ligandos con átomos más pesados de los grupos trece y catorce en la tabla periódica en la cabeza de puente. La cabeza de puente es un átomo que forma parte de dos o más anillos de una molécula policíclica. Con la sustitución del átomo no metálico por un átomo más metálico es posible la oxidorreducción y estados de oxidación variables. Se utilizaron los complejos de metales de transición y metales de los principales grupos para la oxidación catalítica selectiva con aire, de importancia industrial, de los alquenos a epóxidos. La información sobre los intermediarios de reacción involucrados se utilizó para desarrollar catalizadores de oxidación asimétrica. Se obtuvieron incorporando la quiralidad en los átomos de cabeza de puente metálicos de los ligandos tris-piridilo y en los propios grupos piridilo. Se introdujo la quiralidad con una metodología nueva con alcóxidos quirales. Con esta estrategia fue posible obtener los primeros ejemplos de aluminatos de piridilos quirales por sustitución selectiva de uno o dos grupos piridilo en condiciones moderadas. La generalización de esta metodología y su selectividad en el desarrollo de sistemas heterolépticos, en los cuales la especie metálica incluye más de un tipo de ligando, se demostró introduciendo las otras funcionalidades en la estructura del aluminato. Así se fue posible demostrar la posibilidad de utilizar esta estrategia en la elaboración detallada del carácter estérico y donante de estos ligandos. Así, PYRCHEM proporciona tipos de ligandos completamente nuevos que pueden aplicarse a la estabilización de nuevos compuestos de grupos metálicos y brindar nuevas oportunidades en química supramolecular.
Palabras clave
PYRCHEM, ligandos polipiridilo, oxidorreducción, grupos supramoleculares, ligandos tris(2-piridil)aluminato, cabeza de puente, catalizadores de oxidación asimétrica, alquenos, epóxidos, alcóxido quiral