Las 5 reacciones en las que brilla la catálisis del iridio

Detrás de muchos de los medicamentos, materiales y sistemas energéticos avanzados de hoy en día hay un catalizador de iridio que hace el trabajo pesado. Conocido por su precisión y durabilidad, el iridio ayuda a los químicos a llevar a cabo reacciones que de otro modo serían lentas o ineficaces. He aquí cinco ejemplos de por qué la catálisis con iridio es tan importante.

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Hidrogenación asimétrica: precisión a nivel molecular

Lahidrogenación asimétrica es posiblemente la aplicación más célebre de la catálisis del iridio. La hidrogenación de compuestos insaturados, como alquenos o iminas, proporciona productos quirales con una enantioselectividad muy alta en esta reacción. Los complejos de iridio, en particular los que llevan ligandos quirales de fosfina o carbeno N-heterocíclico, son eficaces para sustratos poco activados o con impedimentos estéricos.

Esto hace que el iridio se diferencie en que es capaz de hidrogenar alquenos no funcionalizados o incluso mínimamente sustituidos, que suelen presentar problemas a los sistemas basados en rodio o rutenio. Estos catalizadores de Ir han demostrado un control estereoquímico preciso mientras trabajan a presiones y temperaturas considerablemente moderadas. Esto los hace indispensables en las síntesis farmacéuticas, ya que la configuración absoluta de una molécula puede inspirar la actividad biológica o la seguridad.

En la industria, la hidrogenación asimétrica catalizada por iridio encuentra amplias aplicaciones en la fabricación de API, productos agroquímicos y química fina, para los que la reproducibilidad de la pureza óptica no está abierta a negociación.

Biorilación C-H: la funcionalización directa más fácil

La biorilación C-H es un método transformador en síntesis orgánica, y el agente catalítico para esta reacción implica catalizadores de iridio. Esto significa que, convencionalmente, los enlaces carbono-hidrógeno no eran funcionalizables directamente a menos que se realizaran algunos pasos de preactivación, como la halogenación. La biorilación C-H catalizada por iridio permite la transformación directa de estos enlaces C-H inertes en enlaces C-B versátiles.

Los complejos de iridio con ligandos de bipiridina y fenantrolina presentan una selectividad y eficacia excepcionalmente altas, especialmente en sistemas aromáticos y heteroaromáticos. Los ésteres borónicos obtenidos son productos intermedios muy apreciados por su fácil transformación en alcoholes, aminas o enlaces carbono-carbono mediante reacciones de acoplamiento cruzado.

Esto es especialmente importante en la química médica, donde la capacidad de realizar una funcionalización tardía permite a los químicos diversificar rápidamente los compuestos principales. Por tanto, la catálisis del iridio permite una regioselectividad predecible, lo que reduce el ensayo y error y ahorra un tiempo precioso en los plazos de desarrollo [2].

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Hidrogenación por transferencia: hidrógeno sin gas hidrógeno

Otra área de excelencia de la catálisis del iridio es la hidrogenación por transferencia. En estas reacciones se evita el uso de hidrógeno molecular y se recurre a donantes de hidrógeno como alcoholes, ácido fórmico o aminas. Los catalizadores de iridio median eficazmente en la transferencia de hidrógeno de una forma más segura y a veces más práctica que los métodos tradicionales de hidrogenación.

Por este motivo, los sistemas basados en iridio son mucho más robustos y tolerantes a diversos grupos funcionales. Por ello, resultan muy útiles en la hidrogenación de cetonas, aldehídos e iminas en moléculas complejas. Las reacciones suelen llevarse a cabo en condiciones suaves, lo que minimiza las reacciones secundarias y protege las funcionalidades sensibles.

La hidrogenación por transferencia también encaja bien en el marco de la química verde desde el punto de vista de la sostenibilidad. Así, la catálisis del iridio favorece prácticas de laboratorio más seguras y procesos industriales escalables al evitar el gas hidrógeno a alta presión y utilizar fuentes de hidrógeno más benignas.

Isomerización de olefinas: reordenación controlada de dobles enlaces

La isomerización de olefinas incluye los cambios en la posición o geometría de los dobles enlaces carbono-carbono. Sin embargo, aunque pueda parecer fácil, es difícil conseguir una alta selectividad sin sobre-reducción y polimerización. Las reacciones están muy controladas por los catalizadores de iridio.

Los complejos de hidruro de iridio pueden isomerizar selectivamente alquenos terminales en alquenos internos o controlar su geometría E/Z con alta estereoselectividad. Esto es de suma importancia en la química de fragancias, la síntesis de precursores de polímeros y las preparaciones de química fina, donde la posición de un doble enlace tiene una influencia inmediata en las propiedades físicas y químicas.

En comparación con otros metales de transición, el iridio a menudo puede controlar las vías de reacción de una manera superior que permite al químico afinar las estructuras moleculares en lugar de depender de una mezcla en equilibrio.

Oxidación del agua y reacciones redox relacionadas con la energía

Aparte de las síntesis orgánicas, la catálisis del iridio también es indispensable en la química relacionada con la energía, como en la oxidación del agua. El óxido de iridio y los complejos moleculares de iridio pertenecen a los catalizadores más activos de la reacción de evolución del oxígeno, un paso crucial en la producción de hidrógeno por división del agua.

La gran resistencia del iridio a la corrosión y la oxidación le permite funcionar en las duras condiciones electroquímicas asociadas a una OER eficaz. Aunque la escasez y el coste del iridio son demasiado elevados para permitir su uso generalizado, sigue siendo el catalizador de referencia con el que se miden los nuevos materiales.

En particular, la catálisis del iridio está directamente relacionada con las tecnologías de energías renovables, como los electrolizadores PEM y la investigación sobre la fotosíntesis artificial.

Tabla 1: Reacciones importantes en las que la catálisis con iridio presenta ventajas clave

Para más comparaciones, consulte Stanford Advanced Materials (SAM).

Conclusión

La catálisis del iridio ocupa una posición singularmente poderosa en la paleta de la química moderna, ofreciendo una selectividad, tolerancia a grupos funcionales y estabilidad sin parangón en las condiciones más exigentes. Permite la síntesis asimétrica de precisión, desde las curiosidades académicas hasta los procesos industriales, e impulsa pasos clave en las tecnologías de energías renovables. El iridio seguirá dando forma al futuro de la catálisis.

Referencias:

[1] Yanhui Yu, Gai Li, Yutong Xiao, Chi Chen, Yuhang Bai, Tianjiao Wang, Jing Li, Yingjie Hua, Daoxiong Wu, Peng Rao, Peilin Deng, Xinlong Tian, Yuliang Yuan, Iridium-based electrocatalysts for acidic oxygen evolution reaction, Journal of Energy Chemistry, Volumen 103, 2025, Páginas 200-224, ISSN 2095-4956.

[2] Instituto de Química Verde de la ACS (sin fecha). Metal-Catalyzed Borylation via C-H Activation. Recuperado el 19 de diciembre de 2025.