Análisis cinético del progreso de la reacción: una potente metodología para optimizar el estudio de las reacciones orgánicas complejas
El análisis cinético del progreso de la reacción (RPKA) optimiza los estudios cinéticos, al sacar partido a la amplia cantidad de datos disponible procedente de los precisos controles in situ del progreso global de la reacción bajo condiciones "sintéticamente relevantes", en las que las concentraciones de dos o más reactivos cambian de forma simultánea. De hecho, de la misma forma en que se espera que cambien durante la síntesis práctica. Esto contrasta con el enfoque clásico hacia la cinética, en el que se usan relaciones de concentración que están considerablemente distorsionadas (aproximadamente de diez equivalentes) con el fin de examinar el orden en la concentración de cada sustrato mientras se mantiene la otra constante. Hemos mostrado que las dependencias de concentración de dos sustratos diferentes pueden determinarse con un número de experimentos de progreso de la reacción mucho menor al que se necesita en el enfoque cinético clásico. La metodología RPKA permite una interpretación sencilla mediante la manipulación gráfica de un conjunto mínimo de experimentos diseñados cuidadosamente y determinado matemáticamente. Una de las ventajas del enfoque RPKA es que la información cinética esencial puede obtenerse y extraerse con rapidez, incluso en los estudios más iniciales de una nueva reacción y por tanto puede ayudar a determinar la dirección tanto de una mayor optimización de la reacción así como la investigación mecanicista básica mediante otros métodos. Este método no requiere un gran dominio matemático y tampoco se necesitan técnicas de modelado cinético especializadas.
En su nivel más básico, la metodología RPKA consta de dos conjuntos de experimentos denominados “mismo exceso” y “exceso diferente”. El protocolo de “exceso diferente” proporciona información similar a la que se obtiene mediante estudios cinéticos clásicos. Es decir, el orden de diferentes concentraciones de reactivos. En este caso, la ventaja principal del RPKA es que esta información se obtiene mediante un número de experimentos menor al que requiere el análisis cinético tradicional. Sin embargo, es en el protocolo de “mismo exceso” donde la metodología RPKA es más innovadora, ya que aquí no solo proporciona la misma información con mayor rapidez y exactitud, sino que además permite obtener información sobre un ciclo catalítico de trabajo, la cual es difícil de obtener mediante otros medios: los experimentos de "mismo exceso" ayudan a diferenciar un ciclo catalítico que funciona en condiciones estacionarias de uno que está sujeto a los efectos temporales no relacionados con la cinética de la reacción intrínseca, como por ejemplo la activación o desactivación del catalizador.
