Revista de Investigación y Desarrollo
Acceso abierto
ISSN: 2311-3278
ISSN: 2311-3278
Yuto Takeuchi
Abstracto:
Antecedentes: Los materiales del cátodo de las celdas de biocombustibles a veces contienen mediadores (complejos metálicos) para mejorar la eficiencia de transferencia de electrones entre el electrodo y la lacasa. La lacasa es una enzima que cataliza la reducción de cuatro electrones de oxígeno a agua.
Métodos :
Hemos sintetizado nuevos complejos de Cu(II) derivados de la base de Schiff de cuatro antraquinonas y L-aminoácidos (L-alanina, L-valina, L-leucina y L-isoleucina) con el objetivo de obtener materiales de bajo costo utilizando abundante metal Cu en lugar de Os o Ru metales empleados comúnmente.
Conclusión :
Por medio de estudios espectroscópicos, electroquímicos y de simulación de acoplamiento, el complejo del ligando derivado de L-valina exhibió el mejor desempeño como mediador entre estos cuatro complejos en vista de bajos potenciales de reducción, alta densidad de corriente y características de acoplamiento apropiadas.
Palabras clave:
celda de biocombustible; reducción de oxígeno; base quiral de Schiff; cobre (II); lacasa
Introducción:
La lacasa no formará el peróxido soluble en agua intermedio y puede catalizar una reducción de cuatro electrones de oxígeno molecular a agua. Esta reducción de electrones, en un polímero muy peptídico, se debe al trabajo de cuatro sitios activos de Cu. Los sitios Cu de lacasa se dividen en tres tipos en gran parte por sus características, llamados tipo 1 (cobre azul coordinado en S), tipo 2 (normal) y tipo 3 (dinuclear con puente O). El sitio tipo 1 se encuentra en las proteínas de la cadena de transporte de electrones, con la coordinación de la cisteína, porque exhiben un color azul debido a las fuertes transiciones de transferencia de carga (CT), también conocidas como "cobre azul".
Materiales y métodos
Procedimientos generales
Los productos químicos del grado comercial más alto disponible (disolventes de Kanto Chemical, compuestos orgánicos de Tokyo Chemical Industry y fuentes de metal y MWCNT de Wako) se usaron tal como se recibieron sin purificación adicional. La lacasa de Trametes versicolor se adquirió de Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, EE. UU.). Básicamente, se preparó 2-hidroxi-9,10-dioxo-9,10-dihidroantraceno-1-carbaldehído según el método de la literatura (formilación) con la modificación del uso de un dispositivo de síntesis de microondas Biotage Initiator+ en ácido trifluoroacético a 403 K durante 90 min. .
Preparaciones de complejos 1-4:
Tratamiento de 2-hidroxi-9,10-dioxo-9,10-dihidroantraceno-1-carbaldehído (0,10 g, 0,40 mmol) y NaHCO3 (0,034 g, 0,40 mmol) y L-alanina (0,036 g, 0,40 mmol) en una solución mixta de metanol (50 ml) y agua (10 ml) a 333 K durante 3 h, se añadió monohidrato de acetato de cobre (II) (0,080 g, 0,400 mmol) y se agitó durante 2 h para dar lugar a precipitados verdes que se filtrado y lavado con metanol. Los complejos 2-4 también se prepararon en procedimientos similares al 1 usando L-valina, L-leucina, L-isoleucina, respectivamente, en lugar de L-alanina. Los espectros UV-vis y de dicroísmo circular (CD) y el voltamograma cíclico (CV) se representaron en las Figuras complementarias 1 y 2, respectivamente.
Acoplamiento de complejo(1-4)+laccasa:
Para mediciones electroquímicas o espectrales, los materiales híbridos de complejo (1-4) + lacasa para discutir el acoplamiento de complejo y lacasa se preparan como soluciones complejas (6 μM en 70 ml de agua: metanol = 9: 1 solvente) después de la adición de lacasa por 1 mg como soluciones de un solvente similar.
Conclusión: este trabajo se presenta parcialmente en Environmental Chemistry and Engineering del 20 al 22 de septiembre de 2018 Berlín, Alemania/ Golden Tulip Berlin – Hotel Hamburg