Química y ordenadores, una buena simbiosis
El siguiente trabajo muestra los diferentes caminos a través de los que pueden tener lugar las reacciones de transferencia de hidrógeno. Con la ayuda de un ordenador, han simulado un caso concreto de este tipo de reacciones: la de un catalizador de rutenio conocido como "catalizador de Shvo". De este modo, se encuentran más cerca de averiguar el mecanismo de reacción, y establecer las bases que lo mejoren como, por ejemplo, incrementar su eficiencia y disminuir la producción de procesos secundarios no deseados.
Una hidrogenación consiste en añadir dos átomos de hidrógeno a un compuesto dado. Los procesos de transferencia de hidrógeno permiten la hidrogenación a temperatura ambiente, es decir, sin tener que calentar. Las reacciones de transferencia de hidrógeno son de un gran interés ya que se usan con el fin de sintetizar nuevos compuestos químicos. Gracias a la participación de metales, estos procesos se ven acelerados, es decir, actúan como catalizadores de la reacción.
Pero con el fin de conocer bien estas reacciones y hacer que funcionen de manera óptima, primero hay que conocer el mecanismo por el que tienen lugar, es decir, saber qué camino siguen al ir de los reactivos, que son los compuestos previos a la reacción química, a los productos que son los compuestos obtenidos después de que haya tenido lugar la reacción. Actualmente, estudiar reacciones químicas no se hace exclusivamente en el laboratorio. Ello es en buena parte gracias al gran desarrollo informático de las últimas décadas que ha hecho que las reacciones químicas también se puedan estudiar mediante simulaciones por ordenador.
Con el fin de poder discernir cuál es el camino de reacción que tiene lugar, se calculó la barrera de reacción de cada camino de reacción, que es la energía que hace falta para pasar de los reactivos a los productos. Con un símil topográfico podremos entender este concepto fácilmente. Nos podemos imaginar que nuestros productos iniciales se encuentran en el fondo de un valle. Por otra parte nuestros productos se encuentran en un valle diferente. De esta manera con el fin de pasar del primer valle a la segunda tenemos que atravesar un cuello. La energía requerida con el fin de llevar nuestros productos iniciales del fondo del primer valle a la segunda a través del cuello es lo que nombramos barrera de reacción.
Así, evaluando diversos posibles caminos de reacción y calculando la barrera de reacción podemos saber qué mecanismo tendrá sitio, que no es otro que aquél que tenga la barrera de reacción más baja, es decir que tenga el cuello situado en menos altura. De esta manera, hemos podido saber el mecanismo de reacción del catalizador de Shvo.
