Notícia

LED azul pode ajudar no desenvolvimento sustentável

Fonte

Universidade Hokkaido

Data

terça-feira, 25 janeiro 2022 11:55

Áreas

Química. Sustentabilidade. Tecnologias.

Diodos emissores de luz (LEDs) são comumente usados ​​em displays eletrônicos em TVs, smartphones e outros dispositivos. Recentemente, pesquisadores do Instituto de Design e Descoberta de Reações Químicas (ICReDD) da Universidade Hokkaido, no Japão, utilizaram LEDs azuis para desenvolver uma maneira mais sustentável de fazer subunidades químicas importantes que têm usos potenciais no desenvolvimento farmacêutico e fotoeletrônico.

Os pesquisadores utilizaram LEDs azuis em combinação com um catalisador molecular à base de cobre para realizar o que é conhecido como reação de acoplamento cruzado, na qual duas moléculas são unidas por meio de uma ligação carbono-carbono. Este é um dos tipos de reações mais utilizados e é essencial para criar a maioria dos produtos químicos usados ​​hoje. O uso de cobre – um metal mais barato e mais comumente disponível – como catalisador para uma reação de acoplamento cruzado é um grande avanço na sustentabilidade, uma vez que essa reação normalmente depende do uso de metais preciosos, como o paládio.

O novo método também é vantajoso porque o metal cobre no próprio catalisador molecular absorve a luz azul, em vez de precisar de um composto absorvedor de luz separado além do catalisador. Isso torna a síntese não apenas mais barata e simples de executar, mas também mais fácil de controlar, pois há menos partes móveis.

A luz azul desempenha um papel fundamental na ativação do catalisador à base de cobre. Cálculos teóricos mostraram que essa exposição à luz faz com que os elétrons se movam do átomo de cobre metálico para uma subunidade conectada do catalisador molecular. Esse estado excitado separa as cargas elétricas, tornando o catalisador muito mais reativo, e os pesquisadores conseguiram usá-lo para realizar uma reação de acoplamento cruzado que cria um grupo acila, útil para a síntese de produtos farmacêuticos e fotoeletrônicos.

Um aspecto chave deste método é que a formação do grupo acila ocorre de forma assimétrica. Isso significa que uma das duas possíveis versões espelhadas da molécula do produto é produzida seletivamente, uma característica altamente desejada para o desenvolvimento de novos medicamentos. Os pesquisadores testaram seu novo método com vários materiais de partida diferentes, incluindo um material derivado da probenecida, um medicamento para a gota. O produto obtido a partir deste material de partida tem aplicações potenciais na indústria farmacêutica. A alta seletividade deste método e sua compatibilidade com compostos usados ​​na medicina destacam sua potencial utilidade.

Espera-se que a implementação desse novo método proporcione economia de custos e aumente a sustentabilidade da produção de uma ampla variedade de compostos químicos com usos potenciais em medicina e eletrônica. A utilização de materiais comumente disponíveis o torna especialmente atraente.

“Este método sintético é um avanço porque combina dois itens facilmente obtidos, luz LED azul e cobre, para obter uma reação de acoplamento que não existia antes. A tecnologia que produz compostos úteis a partir de recursos abundantemente disponíveis na Terra é fundamental para o desenvolvimento sustentável da humanidade. Espero que esse avanço se torne um marco no desenvolvimento de métodos sintéticos moleculares sustentáveis”, concluiu o professor Dr. Yusuke Masuda, da Universidade Hokkaido.

Os resultados foram publicados na revista científica Journal of the American Chemical Society.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade Hokkaido (em inglês).

Fonte: Universidade Hokkaido. Imagem: Frascos sendo expostos à luz azul de um LED. Fonte: Dr. Yusuke Masuda, Universidade Hokkaido.