Oprettelse af komplekse molekyler i nogle få trin

Forskere har fundet en måde at omdanne enkeltbindinger mellem kulstof- og brintatomer i et kemisk molekyle til kulstof-kulstofbindinger. Denne såkaldte CH-aktivering anses for at være en lovende strategi til fremstilling af komplekse molekyler fra simple udgangsmaterialer i blot nogle få trin. Hovedproblemet har hidtil været den specifikke konvertering af individuelle obligationer. Det er forskerne nu lykkedes med. Ved at vælge et passende opløsningsmiddel, de sikrede et højt udbytte af det ønskede produkt. Holdet fra Ruhr-Universität Bochum omkring professor Dr. Lukas Gooßen og Stefania Trita beskriver processen sammen med en kollega fra University of Kaiserslautern i tidsskriftet Angewandte Chemie .

"Eksisterende industrielle processer til syntese af komplekse molekyler har ofte den ulempe, at de kræver mange trin, og at der genereres meget affald, især salte, siger Lukas Gooßen, Evonik Formand for Organic Chemistry I og medlem af Cluster of Excellence Resolv. En løsning kan være CH-aktivering.

Bindinger mellem kulstof (C) og brint (H) er de mest almindelige kemiske bindinger, både i naturen og i kunstige kemikalier. De er meget stabile og er tilbageholdende med at gennemgå kemiske reaktioner. "Af den grund, det havde længe været anset for umuligt at omdanne disse bindinger til funktionelle grupper, der er essentielle, for eksempel, for lægemiddeleffektivitet, " forklarer Gooßen.

Den største udfordring er at transformere en bestemt CH-binding i et molekyle, mens de andre lader sig være uberørte. I den aktuelle undersøgelse arbejdede forskerne med benzoesyrer, som består af en carbonring og en syregruppe. Med den nye metode konverterede de specifikt en enkelt C-H-binding på carbonringen til en C-C-binding. Dette gjorde det muligt for dem nemt at kombinere to forskellige molekyler for at danne et mere komplekst produkt.

"En fordel er, at vi har brug for en lav reaktionstemperatur på kun 50 grader Celsius, og at der ikke dannes affaldsprodukter, " Gooßen opsummerer. "Vi håber, at processen en dag vil gøre det muligt for komplekse farmaceutiske kemikalier og stoffer, der kræves i landbruget, at blive produceret i færre trin end før og på en mere energieffektiv måde. miljøvenlig og omkostningseffektiv måde."

Valget af opløsningsmiddel var afgørende for en effektiv reaktion. "Med kommercielt tilgængelige opløsningsmidler, vi opnåede oprindeligt et meget lavt udbytte af det ønskede produkt, " siger Lukas Gooßen. Med trichlorethanol, udbyttet blev væsentligt forøget.