Clics de moléculas inestables con estrategia sintética

Los elementos en la tabla periódica de los elementos se enumeran de manera que enfatizan ciertas relaciones. Hay familias, períodos (filas horizontales) y grupos (columnas verticales). Los elementos dentro de cada uno de estos grupos muestran algunos puntos en común.

Relaciones qataríes en Tabla periódica Se encuentran entre dos elementos en posiciones diagonales entre sí que exhiben propiedades químicas similares. Litio, magnesio, boro, silicio, carbono y fósforo son todos ejemplos.

Hace tiempo que se reconoce una relación diagonal icónica entre el carbono y el fósforo, especialmente en los casos en los que hay un enlace de varios elementos, como el difósforo (P₂) en dos átomos de fósforo Está unido por un triple enlace débil.

Esta relación diagonal entre el fósforo y el carbono determinó que la expectativa de que la molécula de fósforo imitara las características del hidrocarburo de acetileno (C₂h₂). Por ejemplo, el difósforo y el acetileno reaccionan entre sí. moléculas orgánicas por sus enlaces pi, que es un tipo de enlace covalente que se encuentra en moléculas con subprocesos múltiples.

El complejo de formato consta de un archivo átomo central o un ion generalmente metálico, y rodeado de moléculas o iones unidos, conocidos como enlaces o agentes compuestos. Los complejos de coordinación son vitales para la vida en la Tierra e incluyen la hemoglobina y la clorofila. También es muy utilizado en aplicaciones industriales como estímulos.

Aunque el acetileno tiene una química de coordinación bien documentada con metales de transición únicos, los complejos de coordinación que presentan un enlace de fósforo a un solo centro metálico siguen siendo esquivos.

Recientemente, investigadores de la Universidad de California en San Diego, la Universidad de Rochester y la Universidad Estatal de Ohio informaron que el fósforo se une a un solo centro mineral. Este trabajo apareció en la edición del 25 de marzo de saber.

El difósforo, a diferencia del acetileno, es muy inestable y reactivo. Cuando se genera en forma libre, el fósforo se polimeriza rápidamente o reacciona con las moléculas de sustrato existentes. En otras palabras, el difósforo no permanece así por mucho tiempo; su naturaleza es combinarse con otros elementos y moléculas. Esto hace que sea difícil de estudiar o manipular.

Se han establecido varios métodos sintéticos para la formación de complejos polinucleares de difósforo. El método más común es la separación del tetraédrico P.₄ La molécula, más comúnmente conocida como fósforo blanco. Sin embargo, fósforo blanco Sustancia tóxica e inflamable (fue un ingrediente clave en muchas bombas incendiarias utilizadas en la Segunda Guerra Mundial).

«El trabajo presentado aquí proporciona una estrategia sintética para acceder a complejos mononucleares de fósforo en entornos de laboratorio», dijo Joshua Figueroa, profesor de química y bioquímica de la UCSD, investigador principal y coautor del artículo. «Esperamos que este modo de coordinación permita el desarrollo de reacciones selectivas para transferir el átomo de fósforo a moléculas orgánicas».

Al diseñar el experimento, Figueroa y el investigador postdoctoral de UCSD, Shuai Wang, utilizaron hierro como ion metálico porque proporciona una buena plataforma de coordinación que permite que las moléculas pequeñas se unan de manera eficiente. Al vincular el fósforo a un ion de hierro, pudieron unir los dos fosforoso átomos de tal manera que eviten la liberación libre de fósforo, proporcionando la estabilidad deseada.

«Dada la extrema sensibilidad de la molécula de difósforo libre como especie efímera, es notable lo estable que es cuando se coordina con el centro de hierro mononuclear tratado en autoclave», dijo Wang, quien es el primer autor del artículo y realizó el trabajo de instalación.

Los investigadores utilizaron la cristalografía de rayos X para determinar la microestructura tridimensional de las moléculas y la espectroscopia de Mössbauer para observar los cambios en las interacciones de unión entre el ion de hierro y el fósforo. Esta fue una técnica esencial porque permitió a los investigadores demostrar que el difósforo y una molécula de acetileno afectaban las propiedades del núcleo de hierro de manera similar.

Si el fósforo pudiera existir en una forma relativamente estable y selectivamente reactiva, los científicos podrían unirlo a los sustratos en algo conocido como química de «clic». La química de clic no describe una reacción específica, sino un método para generar sustancias uniendo pequeñas unidades modulares. Esto puede abrir nuevas áreas de descubrimiento en química sintética para la preparación de compuestos farmacéuticos.

“Estamos entusiasmados con este trabajo, ya que demuestra la importancia del uso conceptos básicos Aprendí química en mi primer año dirigiendo nuevos descubrimientos”, dijo Figueroa.