A produção de medicamentos deve ser mais eficiente em termos de energia – através da luz. Um grupo de pesquisa da Universidade de Basel, liderado por Oliver Wenger, descreve um princípio fundamental na Nature Chemistry que influencia inesperadamente a eficiência energética da fotoquímica e pode aumentar a velocidade das reações fotoquímicas.
Em uma reação como essa, as moléculas de partida estão em uma solução líquida. Quando recebem energia na forma de luz, elas podem trocar elétrons entre si e formar os chamados radicais. Essas moléculas extremamente reativas são sempre formadas em pares e permanecem cercadas pelo solvente, que envolve os pares de radicais como uma espécie de gaiola. Para que os radicais possam reagir ainda mais para formar os produtos desejados, eles precisam "escapar" dessa gaiola e encontrar um parceiro de reação fora dela. A equipe de Wenger e sua pós-doutoranda Dra. Cui Wang identificou essa fuga como um passo crucial que limita a eficiência energética e a velocidade das reações fotoquímicas.
Enquanto os radicais permanecerem em pares dentro da gaiola de solvente, eles podem reagir espontaneamente entre si, retornando aos materiais de partida. Essa reação reversa desperdiça energia, pois usa a luz já absorvida apenas para retornar ao ponto de partida. A equipe de Basel conseguiu desacelerar essa reação reversa e, assim, dar mais tempo aos radicais para sair da gaiola. Quanto mais lenta a reação reversa indesejada se tornava, mais radicais conseguiam escapar, e mais eficientes e rápidas eram a formação dos produtos desejados.
Publicação original:
Cui Wang, Han Li, Tobias H. Bürgin, Oliver S. Wenger
Cage escape governs photoredox reaction rates and quantum yields.
Nature Chemistry (2024), doi: 10.1038/s41557-024-01482-4
