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Una investigación avanza en el desarrollo de catalizadores más sostenibles y eficientes


La investigadora de la UdG Alicia Casitas ha centrado su tesis en un campo que permanecía sin explorar, el de la química organometálica del cobre (III). El objetivo de su trabajo, enmarcado en las líneas de investigación del grupo QBIS, ha sido desarrollar catalizadores eficientes que permitan trabajar en condiciones de reacción suaves.

Las reacciones de acoplamiento cruzado catalizadas con paladio (Pd) para la formación de nuevos enlaces CC, CN, CO utilizan ampliamente para la síntesis de nuevos fármacos y productos agroquímicos. Estas reacciones fueron descubiertas en el año 2010 por Heck, Negishi y Suzuki, que recibieron el premio Nobel de Química.

El grupo de investigación química QBIS de la Universidad de Girona, dirigido por los investigadores Miguel Costas y Xavi Ribas, investigan reacciones de acoplamiento cruzado basadas en cobre: un metal más abundante, económico y menos tóxico que el paladio. Las reacciones de acoplamiento cruzado catalizadas con cobre, conocidas como Condensaciones de Ullmann, se descubrieron a principios del siglo XX pero, por diferentes motivos, acabaron pasando a un segundo plano. Uno de los objetivos del QBIS es desarrollar de manera más sostenible bajo condiciones de reacciones más suaves, es decir, a temperaturas más bajas y empleando bajas concentraciones de catalizadores.

Un campo para explorar

La tesis de Alicia Casitas se centra en el campo de la química organometálica del cobre (III), el cual permanecía sin explorar. Los complejos aril cobre (III) se han propuesto como intermediarios clave en las reacciones de condensación Ullmann que consisten en el acoplamiento de haluros de arilos y nucleófilos basados en heteroátomos catalizados con cobre. El estudio de la reactividad de complejos aril cobre (III) bien definidos puede proporcionar una mejor comprensión del mecanismo de las reacciones de condensación Ullmann, el cual se encuentra bajo un intenso debate.

En su trabajo, Casitas estudia la viabilidad del complejos aril cobre (III), estabilizados en ligandos macrocíclicos, de participar en reacciones de formación de enlace carbono-heteroátomo. La investigadora ha desarrollado reacciones de formación de enlace CN y CO así como reacciones de intercambio de haluros, donde se incluyen fluoraciones, catalizadas con cobre y basadas en un ciclo catalítico Cu (I) / Cu (III) utilizando sustratos modelos de haluro de arilo. Así, ha obtenido una comprensión fundamental de las etapas redox en dos electrones, adición oxidante y eliminación reductiva, en cobre.

Resultados

Los resultados obtenidos ayudarán a entender mejor las reacciones de Condensación Ullmann desde un punto de vista mecanístico y también a desarrollar catalizadores eficientes que permitan trabajar en condiciones de reacción suaves. La tesis de Alicia Casitas lleva por título “Reactivity of well-defined organometallic copper (III) complejos in carbon-heteroátomo bond forming Reaction” y ha sido dirigida por los doctores Xavi Ribas y Miquel Costas.


Consulte el trabajo de Alicia Casitas en la página de Tesis Doctorales en Red (TDR): http://www.tdx.cat/handle/10803/81985


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