Los procesos de síntesis química en industria o centros de I+D dependen, en gran medida, de reacciones que sólo pueden proceder de manera eficiente en presencia de pequeñas cantidades de una sustancia, llamada catalizador. La catálisis da lugar a rutas sintéticas más cortas, eficientes y con menor coste energético, lo que conlleva un gran impacto económico y medioambiental para la sociedad, ya que permite la implementación a gran escala de procesos que a priori podrían no ser viables por su coste además de no ser sostenibles. Estos catalizadores están frecuentemente basados en compuestos de metales de transición caros, escasos y, con frecuencia, tóxicos, como paladio, rodio o iridio.

A pesar de ello, la catálisis con estos metales ha revolucionado diversos ámbitos de la industria, siendo especialmente importante en la síntesis de nuevos materiales y en el descubrimiento de nuevos fármacos. Por todo ello, el papel de los catalizadores de paladio fue reconocido con el Premio Nobel de Química de 2010.

Sin embargo, la creciente escasez de estos metales hace su uso insostenible a largo plazo para la sociedad. Por ello, uno de los grandes retos para la comunidad científica consiste en reemplazar estos catalizadores con otros basados en metales muy abundantes y baratos como cobre, níquel o hierro, presentes en altas concentraciones en toda la corteza terrestre y considerados prácticamente inagotables.

En particular, el desarrollo de catalizadores de hierro es, probablemente, una de las metas más perseguidas ya que, además de ser universalmente abundante y barato, es biocompatible por lo que su presencia a nivel de trazas en productos de consumo humano, tales como fármacos, es completamente segura para el consumidor, lo que facilita y abarata la fabricación y posterior procesamiento de los mismos.

Objetivo principal: El objetivo principal de este proyecto es el desarrollo de procesos catalíticos basados en compuestos de hierro activados con luz visible, con la finalidad de habilitar reactividades hasta ahora inaccesibles con catalizadores de hierro y promover el uso de metales abundantes en síntesis orgánica.

Para ello se explotará la reactividad de metaloradicales, generados a partir de complejos diméricos de hierro mediante la irradiación con luz visible, como herramienta para acceder a radicales centrados en carbono y su uso en nuevas metodologías sintéticas. Este programa aspira a establecer un nuevo tipo de fotocatálisis que explora el concepto de ¿reactividad en esfera interna¿, constituyendo una estrategia innovativa en el campo de la fotocatálisis moderna, dominado ampliamente por la reactividad fotorédox de ¿esfera externa¿.

Notablemente, la activación fotoquímica de estos compuestos puede llevarse a cabo con luz visible en vez de ultravioleta, por lo que es más segura y no requiere equipamiento altamente especializado. En resumen, este programa aspira a establecer un nuevo concepto en fotocatálisis con el objetivo final de descubrir nuevas transformaciones sintéticas de interés para la preparación de productos de alto valor añadido para la sociedad de una manera barata, segura y sostenible.