Científicos logran aislar moléculas de boro-oxígeno tras 60 años de intentos fallidos

Un desafío químico que frustró a investigadores durante más de 60 años fue finalmente superado. Científicos de la Universidad de Würzburg en Alemania descubrieron una forma de producir y aislar oxoboranos, un grupo de moléculas inusuales que durante mucho tiempo se consideraron demasiado inestables para estudiar en condiciones de laboratorio normales.

El avance, publicado en Nature Chemistry, fue liderado por el profesor Holger Braunschweig y su equipo, con apoyo computacional de investigadores dirigidos por el profesor Ashwini K. Phukan de la Universidad de Tezpur en India. Sus hallazgos revelaron una forma sorprendentemente sencilla de crear estos compuestos elusivos, lo que podría abrir nuevas posibilidades para la química molecular.

Resolviendo un desafío químico de 60 años

El boro es un elemento que rara vez forma enlaces triples, un tipo de conexión química en la que dos átomos comparten tres pares de electrones. Durante más de 15 años, Braunschweig se enfocó en superar esta limitación y crear moléculas que contengan enlaces inusuales con boro. Su laboratorio ya había alcanzado varios hitos importantes. En 2012, el equipo reportó la primera molécula con un enlace triple entre dos átomos de boro. Otro avance siguió en 2025, cuando los investigadores produjeron la primera molécula neutra con un enlace triple entre boro y carbono.

Sin embargo, un gran desafío permanecía entre los elementos del bloque p de la primera fila de la tabla periódica: los investigadores aún no habían logrado aislar oxoboranos orgánicos estables, moléculas caracterizadas por un enlace triple entre boro y oxígeno. Químicos de todo el mundo habían estado persiguiendo estos compuestos desde al menos principios de la década de 1960. A lo largo de las décadas, científicos en química orgánica e inorgánica lograron detectar y atrapar oxoboranos bajo condiciones extremas. Otros experimentos proporcionaron evidencia indirecta de su existencia y los investigadores lograron crear varios derivados relacionados. Sin embargo, obtener ejemplos estables que pudieran ser aislados y examinados seguía siendo un problema sin resolver.

Una reacción inesperada produce moléculas elusivas

El tan esperado avance surgió de experimentos que inicialmente parecieron dirigirse en una dirección diferente. Dos estudiantes de doctorado en la Universidad de Würzburg, Lukas Lubczyk y Christian Markl, investigaban independientemente reacciones entre un compuesto conocido como diboracumuleno y varios cetonas, que son productos químicos comúnmente utilizados en la síntesis orgánica.

Ambos investigadores notaron algo inusual. En lugar de producir solo los resultados que podrían haber esperado, las reacciones generaron sólidos distintivos de color naranja o amarillo. "El descubrimiento fue una agradable sorpresa. Nunca pensé que el diboracumuleno reaccionaría de esa manera, y mucho menos con múltiples sustratos simples. Y cuando Christian vino a mí con su compuesto, supe que estábamos en algo grande", comentó Lukas Lubczyk.

Lo que hizo que los resultados fueran particularmente notables fue que los oxoboranos emergieron como los productos principales de estas reacciones, a pesar de que varios otros resultados químicos parecían más probables. Tras décadas de intentos fallidos por aislar tales moléculas, los investigadores habían encontrado que podían formarse inesperadamente a partir de reacciones que involucraban materiales de partida relativamente simples.

Braunschweig describió lo sorprendente que fue el descubrimiento para los científicos familiarizados con el desafío de larga data. "Casi todos en el campo habían renunciado a los oxoboranos, ya que se pensaba que eran demasiado inestables para ser aislados. Así que quedamos atónitos al verlos formarse espontáneamente en estas reacciones y permanecer el tiempo suficiente para poder estudiarlos", afirmó Braunschweig.

Un nuevo camino hacia compuestos químicos raros

Utilizando su nuevo método descubierto, los científicos prepararon con éxito tres oxoboranos diferentes. El hecho de que el enfoque funcionara con múltiples compuestos sugiere que podría proporcionar acceso a una gama mucho más amplia de estas moléculas que antes eran difíciles de aislar. El equipo ahora investiga cuán ampliamente se puede aplicar la técnica. Más allá de producir oxoboranos adicionales, los investigadores esperan determinar si estrategias similares podrían ayudarles a crear otros compuestos elusivos que involucren elementos de toda la tabla periódica.

El descubrimiento no solo resuelve un problema que desafió a los químicos durante más de seis décadas, sino que también demuestra cómo reacciones químicas inesperadas pueden revelar posibilidades que los investigadores alguna vez consideraron fuera de su alcance.

Colaboración internacional en investigación y financiamiento

Los hallazgos fueron publicados a través de una colaboración entre el equipo de investigación de Würzburg y el grupo liderado por el profesor Ashwini K. Phukan en la Universidad de Tezpur (India), cuya investigación computacional ayudó a respaldar el trabajo. El financiamiento fue proporcionado por la Fundación Alemana de Investigación (DFG), el Servicio Alemán de Intercambio Académico (DAAD) y el Departamento de Ciencia y Tecnología (DST) de India.