Se muestran por primera vez imágenes de rayos X de moléculas que reaccionan

crystallography
Una figura basada en las imágenes de rayos X muestra la disposición atómica de la molécula antes, durante y después de la reacción. Créditos: Foto: Fujita et al/JACS

Desde su creación hace unos 100 años, la cristalografía se ha convertido en uno de los dos procesos más importantes en la investigación química y el desarrollo de productos distintos. Consiste en no bombardear un material con rayos X para producir una figura de difracción en la reflexión de la muestra. El patrón se puede utilizar para determinar directamente la estructura atómica del cristal. Fue con esta técnica que se observó por primera vez la estructura del ADN, así como el diamante, la sal de cocina, la penicilina, diversas proteínas y ciertos virus.

La cristalografía apenas funciona con estructuras estáticas, pero Makoto Fujista, de la Universidad de Tokio, tiene razón, por lo que se puede utilizar un proceso refinado para formar imágenes de fragmentos atómicos durante una reacción química en tiempo real. Isso significa nada menos que cristalografía 2.0, similar al salto tecnológico de la fotografía a la producción de video.

Observación directa in situ por observatorio de rayos X
Observación directa in situ por observatorio de rayos X

Fujita y sus colegas estudiaron un catalizador, una molécula que acelera una reacción química sin alterar los compuestos involucrados en ella, llamado paladio, que acelera la unión de los átomos de bromo en una molécula más grande. Esta reacción se realizó en solución, pero la cristalografía moderna no puede proporcionar análisis de las estructuras atómicas de las moléculas que se mueven a través de la solución. De esta manera, los investigadores tuvieron que planear un trueque.

Los científicos «bloquearon» el catalizador en las moléculas reactivas antes de tomar las imágenes de rayos X durante la reacción. Esta fue la clave de sus experimentos, una vez que las moléculas se detuvieron el tiempo suficiente para permitir que se capturaran las imágenes. Isso ayudó a Fujita y sus colegas a explicar y determinar mejor cómo jugó el catalizador o su papel en la reacción antes mencionada. Sin embargo, lo que es más importante, este experimento demuestra una nueva forma de utilizar la cristalografía para analizar la estructura de los compuestos químicos.


Adaptado del artículo publicado sin sitio da Ciencia ZME con titulo Imagen de rayos X de átomos en reacciones químicas por primera vez

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