Cómo formar especies muy reactivas con radicales de berilio

Científicos del Departamento de Química de la Universidad Autónoma de Madrid y del Instituto de Química Médica del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) han demostrado que la interacción entre derivados del berilio deficientes en electrones y bases de Lewis ricas en electrones puede provocar la escisión espontánea de los enlaces de estos últimos, dando lugar a especies radicalarias.

A través de cálculos que permiten la correcta modelización de la disociación de enlaces químicos, los investigadores determinaron que la función facilitadora de los derivados de berilio para la formación de radicales reside, por un lado, en la reorganización electrónica que supone la interacción no covalente de estos fragmentos, y por otro, en la enorme estabilización de los fragmentos resultantes de la disociación.

El hallazgo, publicado en la revista Angewandte Chemie International Edition, pone de manifiesto la posibilidad de utilizar enlaces de berilio como iniciadores de procesos radicalarios, al mismo tiempo que abre la puerta a posibles explicaciones que justifiquen la alta toxicidad de este metal, cuya interacción con ácidos de Lewis presentes en sistemas biológicos podría desembocar en la formación de radicales de manera espontánea.

Las especies radicalarias, o radicales, son especies atómicas o moleculares caracterizadas por tener entidad propia, aun disponiendo de uno o varios electrones desapareados. Estas especies desempeñan un papel esencial en una gran diversidad de fenómenos químicos, desde procesos atmosféricos hasta procesos metabólicos. En nuestro cuerpo, por ejemplo, las especies reactivas de oxígeno o de nitrógeno (ya sea generadas endógenamente por el propio metabolismo, o exógenamente tras la exposición a radiación de alta energía o contaminantes) pueden reaccionar con componentes celulares, provocando importantes daños estructurales y alterando por tanto su función biológica.

Numerosas reacciones químicas de importancia industrial, como la manufactura de polímeros, también transcurren a través de reacciones radicalarias. La formación de radicales neutros en estos o cualquier otro proceso radicalario generalmente pasa por la ruptura de enlaces covalentes de forma homolítica, es decir, a través de una distribución equitativa de los electrones del enlace entre los dos fragmentos disociados, lo que requiere un aporte energético considerable, ya sea de forma térmica o lumínica.