Nanotechnology Now - Comunicado de prensa: "Bestias moleculares" cargadas: la base de nuevos compuestos: investigadores de la Universidad de Leipzig utilizan fragmentos "agresivos" de iones moleculares para la síntesis química

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Portada de la revista Angewandte Chemie CRÉDITO Foto: Universidad de Leipzig

Portada de la revista Angewandte Chemie CRÉDITO
Foto de : Universidad de Leipzig

Abstracto:
Desarrollar nuevas formas de romper y reformar enlaces químicos es una de las principales tareas de la investigación química básica. “Cuando se rompe un enlace en una molécula cargada, el resultado suele ser un fragmento químicamente 'agresivo', al que llamamos fragmento reactivo. Estos fragmentos son difíciles de controlar utilizando métodos establecidos de síntesis química. Puedes pensar en ellos como bestias indómitas que atacan cualquier cosa a su paso. En un espectrómetro de masas, hay muchas maneras de romper determinados enlaces y generar fragmentos”, afirma el Dr. Warneke, describiendo los procesos en los espectrómetros de masas. Según él, las “bestias” se mantienen en condiciones especiales porque dentro del espectrómetro de masas hay un vacío. Esto significa que no hay nada a lo que atacar, evitando así reacciones químicas incontroladas. “Si luego le ofrecemos una determinada molécula, por ejemplo nitrógeno, que normalmente no reacciona y no se une, la bestia se contenta con ella porque no le queda otra opción”, afirma. De esta manera, las moléculas que son muy difíciles de unir, como el nitrógeno, pueden incorporarse fácilmente a una nueva sustancia”, continúa Warneke.

Las "bestias moleculares" cargadas son la base de nuevos compuestos: investigadores de la Universidad de Leipzig utilizan fragmentos "agresivos" de iones moleculares para la síntesis química

Leipzig, Alemania | Publicado el 3 de noviembre de 2023

En el pasado, el equipo de investigación utilizó este método para llevar fragmentos reactivos a reacciones muy inusuales, por ejemplo, con gases nobles, que son los elementos químicos más difíciles de unir. "La estrategia básica de controlar bestias químicas en espectrómetros de masas no es nueva", afirma Warneke. Se ha utilizado durante décadas para analizar las propiedades de fragmentos reactivos. Sin embargo, los nuevos compuestos encontrados de esta manera no pudieron seguir utilizándose. Los espectrómetros de masas muestran lo que sucede en su interior, pero las nuevas sustancias sólo se producen en pequeñas cantidades y, por lo general, no se pueden extraer. A menudo, simplemente se destruyen cuando se genera la señal utilizada para los análisis.

Por eso los investigadores suelen salir de los experimentos con espectrómetros de masas con “grandes conocimientos”, pero con las “manos vacías”. “Tienen a la bestia bajo control. Sucede exactamente lo que esperaban: observan la nueva molécula con propiedades potencialmente fascinantes y luego desaparece”, dice Warneke, describiendo experimentos químicos en espectrómetros de masas convencionales. La nueva publicación podría cambiar fundamentalmente esta visión de las reacciones químicas en los espectrómetros de masas. El equipo de investigación produjo una nueva sustancia a partir de un fragmento agresivo y nitrógeno no reactivo y la recogió con espectrómetros de masas preparativos en cantidades suficientes para que pudiera verse a simple vista, manipularse y experimentarse con ella.

La cantidad de sustancia producida mediante este método seguirá limitada a aplicaciones de tecnología de película delgada durante algún tiempo. Sin embargo, la espectrometría de masas preparativa pronto podría abrir posibilidades completamente nuevas para estas aplicaciones, por ejemplo en la producción de microchips, células solares o recubrimientos biológicamente activos. El grupo de investigación junior ha alcanzado un hito importante en su proyecto, que ha sido financiado por la beca Freigeist de la Fundación Volkswagen desde 2020.

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