El estudio de las reacciones químicas ha dado pie a muchos de los avances de la humanidad. Desde la creación de fármacos, hasta la materia prima de cualquier producto. Recientemente, se ha publicado el desarrollo de una nueva reacción multicomponente que no interfiere con el ambiente. Esto es un gran paso que puede mejorar la industria química en los próximos años.

Historia de las reacciones multicomponentes

Las reacciones multicomponente se descubrieron hace más de 150 años. La primera reacción multicomponente registrada como tal fue la síntesis de Strecker de α-amino cianuros en el año 1850, su objetivo fue derivar α-aminoácidos. En la actualidad hay muchas reacciones multicomponente con base en el uso de isocianuro. Otros incluyen radicales libres, compuestos de organoboro y catalizados por metales.

Otras de las reacciones multicomponentes documentadas hasta ahora son: Trimerización de alquinos, Reacción de Biginelli, Reacción de Bucherer-Bergs, Reacción de Gewald, Acoplamiento de tres componentes Grieco; Síntesis de piridina de Hantzsch, Reacción de Kabachnik-Fields, Reacción de Mannich, Reacción de Passerini, Reacción de Pauson-Khand, Reacción de petasis, Reacción de Ugi.

En el marco de la Agenda de Desarrollo 2030, un plan de propuestas y acciones en beneficio de la humanidad y el planeta; se han aprobado varios Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS). Estos objeticos han unido muchos países para su cumplimiento. Algunos de ellos se han cumplido, pero otros no. Muchos de los ODS se orientan a proteger el medio ambiente y disminuir los efectos del cambio climático.

Sostenibilidad en el uso de los recursos químicos

Una de las aristas de Agenda 2030 de Naciones Unidas es promover el uso sostenible de los recursos químicos. Esto con el objetivo de desarrollar procesos que sean amigables con el medio ambiente, además de muchas otras ventajas. Desde hace algunos años, científicos han trabajado para crear síntesis eficientes. Una de las formas de hacer más eficiente este proceso químico es con reacciones multicomponente.

¿Qué es una reacción multicomponente?

Una reacción multicomponente (RCM) es un proceso en el que tres o más reactivos forman un aducto final mediante un único mecanismo. En otras palabras, es un tipo de síntesis en la que tres o más componentes (socios de acoplamiento) forman un producto en un solo paso. Es así como se consigue crear estructuras complejas después de una única reacción.

¿En qué consiste esta nueva reacción multicomponente?

Recientemente, la revista Nature Synthesis ha publicado una investigación liderada por el químico Frank Glorius (Universidad de Münster, Alemania); y el Dr. Huan-Ming Huang (Universidad de Münster y Universidad de ShanghaiTech, China). El trabajo científico consiste en el uso de radicales cetílicos que forman la nueva RCM, un método respetuoso con la naturaleza y de alta complejidad.

Los radicales cetílicos son elementos clave en la química sintética, sobre todo cuando se intenta sintetizar productos complejos de origen natural. Dicho suena fácil, pero lo cierto es que Glorius y Huang tuvieron un verdadero desafío al usar estos radicales. La catálisis con radicales cetílicos exige condiciones difíciles de controlar. Sin embargo, los científicos supieron mantener a raya los radicales y controlar el proceso.

Es una RCM importante para la química

Para conseguir la nueva RCM, usaron luz visible y un catalizador de paladio, para lo cual mezclaron esta luz con pequeñas cantidades del componente. De esta forma se puede decir hoy por hoy que se ha desarrollado una nueva reacción multicomponente, que además es beneficiosa para el planeta. El producto final son alcoholes homoalélicos complejos, un componente ampliamente usado en la química sintética.

Además de poder conseguir la formación de alcoholes homoalélicos complejos; también se realizó un análisis mecánico experimental combinado y varios cálculos de teoría funcional de la densidad (DFT) para eliminar dudas sobre el proceso mecánico. Glorius destaca que la mezcla de luz visible con metales de transición como el paladio podría influenciar otras síntesis, que sean las reacciones catalizadas esperadas.

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