Nye katalysatorer efterligner menneskesyn

Fotoreceptorer hos hvirveldyr består typisk af to separate farveløse dele:et organisk pigment og et protein. Kombineret, de skaber en farverig, lysfølsomt molekyle kaldet en iminiumion, der udløser syn ved lysexcitation. Inspireret af denne mekanisme, et team af forskere ved Institute of Chemical Research of Catalonia (ICIQ) skabte en ny familie af bæredygtige, miljøvenlige katalysatorer, der kan aktiveres ved hjælp af lilla lysdioder.

Kemisk modificering af den naturlige aminosyre prolin, kemikere designet et sæt organokatalysatorer med attraktive egenskaber. Når katalysatorerne reagerer med substratet, de danner iminiumioner som dem i nethinden. "Denne transformation medfører en visuel farveændring. Derfor vi kan vide, hvornår mellemproduktet er dannet, " forklarer Mattia Silvi, første forfatter til Naturkemi papir. "Derefter, vi skal bare aktivere den ved hjælp af en lilla LED, og ​​produktet af den kemiske reaktion vil være klar om et par timer." katalysatorer er blevet omhyggeligt skræddersyet til at inducere dannelsen af ​​enhånds isomerer af de chirale produkter kaldet enantiomerer, som er meget nyttige for den farmaceutiske industri. Generelt, enkelte enantiomerer har færre bivirkninger og en forbedret terapeutisk profil.

"På trods af at det er en velkendt mekanisme inden for biokemi, foto-excitationen af ​​iminium-ioner var endnu ikke blevet brugt til at lave chirale molekyler, " siger Paolo Melchiorre, ICIQ gruppeleder og ICREA professor, der ledede undersøgelsen. "Takket være denne nye tilgang, udløst af synligt lys, vi kan få produkter, der var umulige at opnå ved hjælp af traditionelle termisk aktiverede transformationer, " tilføjer han.

Et andet nøgletræk ved disse nye katalysatorer er deres betydning for bæredygtighed. De er organiske katalysatorer, og da de ikke indeholder noget metal, de er langt billigere og nemmere at håndtere. Udover at undgå behovet for dyre palladium- eller rutheniumkatalysatorer, produkterne af disse lys-udløste reaktioner er lettere at rense. Også, disse katalysatorer kræver ikke termisk aktivering, giver kemikere mulighed for nemt at udvikle transformationer ved omgivelsestemperatur.

Prolinderivater er blandt de mest populære organokatalysatorer i kemi. Derfor, denne nye opdagelse kan have vidtrækkende konsekvenser. Udvidelse af anvendelserne af disse katalysatorer til andre kemiske transformationer kan reducere deres miljøpåvirkning og samtidig give adgang til hidtil ukendte chirale molekyler.