Bioinspirerede katalysatorer, der virker i vand, åbner døren til grønnere kemiske processer

Université Laval forskere har udviklet katalysatorer, der, som enzymer til stede i levende celler, er i stand til at fungere effektivt i vand. Denne opdagelse, hvis detaljer blev offentliggjort i dag i Kemisk kommunikation , viser, at det kan være muligt væsentligt at reducere brugen af ​​giftige og ikke-genanvendelige organiske opløsningsmidler i en lang række kemiske reaktioner, især ved syntetisering af farmaceutiske ingredienser.

"Langt de fleste kemisk syntetiserede forbindelser fremstilles ved reaktioner ved hjælp af organiske opløsningsmidler, " forklarer Normand Voyer, professor ved Université Lavals fakultet for naturvidenskab og teknik og studiets hovedforfatter. "Disse opløsningsmidler er giftige og svære at genbruge, men industrien henvender sig til dem, fordi meget få reaktioner kan foregå effektivt i vand. Imidlertid, alle cellulære reaktioner sker i et vandigt medium, uden sådanne organiske opløsningsmidler. Det var det, der gav os ideen til at udvikle en biomimetisk proces inspireret af enzymer, de naturlige katalysatorer, der findes i celler."

Forskernes løsning er baseret på polypeptider, korte kæder af en enkelt aminosyre, på grund af deres hydrofobe natur, fungere som en katalysator i reaktioner, der involverer ikke-vandopløselige reagenser og kemikalier. "Den mest effektive katalysator, vi har testet indtil videre, er poly-L-leucin, " forklarer professor Voyer. "Vores arbejde har gjort det muligt for os at identificere de betingelser, der er nødvendige for at sikre katalysatorens optimale effektivitet i en klassisk reaktion, der almindeligvis anvendes i kemi, epoxidationsreaktionen. Vi har haft udbytter på over 95 %, som kan sammenlignes med dem, der opnås ved brug af organiske opløsningsmidler."

Anvendelsen af ​​sådanne biomimetiske polypeptidkatalysatorer er fordelagtig både fra et økologisk og økonomisk synspunkt, fordi de er billige, de genererer ikke giftigt affald og kan genbruges. "Nu forsøger vi at demonstrere, at denne tilgang er levedygtig for andre vigtige kemiske processer, der anvendes af lægemidlet, agrokemiske, eller fødevareindustrien, " konkluderer forskeren.