Forskning afslører en ny måde at fremstille chirale katalysatorer på

Forskere ved University of Southampton har opdaget en ny måde at skabe en hånd af et chiralt molekyle ved at bruge en mekanisk binding som katalysator.

Chirale molekyler er to molekyler, der er spejlbilleder af hinanden, men ikke identiske - meget ligesom venstre og højre menneskelige hænder. Når sådanne molekyler anvendes i farmaceutiske lægemidler, hver "hånd" reagerer forskelligt i den menneskelige krop. I nogle tilfælde, mens den ene hånd behandler sygdommen, den anden side kan være giftig, så det er ekstremt vigtigt at kunne lave en hånd.

Rotaxaner består af et ringformet molekyle viklet rundt om en håndvægtformet aksel (som en skive på en bolt). Ringen og akslen holdes sammen af ​​det vi kalder en mekanisk binding, i modsætning til kemiske bindinger, der normalt forbinder atomer for at danne molekyler.

I en ny undersøgelse, offentliggjort i tidsskriftet Chem , Professor Steve Goldup fra University of Southamptons School of Chemistry brugte disse mekaniske bindinger til at skabe chirale molekyler. Professor Goldup og hans team syntetiserede en chiral rotaxan, der kunne binde til guldatomer; guldatomerne blev derefter brugt til at katalysere en simpel kemisk reaktion.

Professor Goldup sagde:"Chirale molekyler, og hvordan man laver en enkelt hånd af dem er blevet undersøgt siden kemiens fødsel. Chirale rotaxaner er ikke blevet brugt i disse undersøgelser i nogen grad, da de indtil for nylig var meget svære at lave i en spejlbillede. Min gruppe udviklede en meget enkel, generelt koncept for at lave chirale rotaxaner som en enkelt hånd. Det betyder, at vi nu kan begynde at undersøge, hvilke problemer de kan hjælpe os med at løse i kemi, biologi og materialevidenskab."

Chirale rotaxaner er et ideelt miljø for katalysatorer, da strukturen af ​​en ring viklet rundt om akslen skaber et tæt pakket rum for en reaktion at finde sted i. Southampton-holdet var i stand til at bruge den ene hånd af den mekaniske binding til selektivt at producere målmolekylet og den modsatte hånd for at frembringe et spejlbillede af målet.

Professor Goldup konkluderede, "Vi tror, ​​at fremtiden er meget lys for chirale rotaxaner, nu kan vi lave dem. Udover at undersøge yderligere muligheder for katalyse og bredere undersøgelser af molekyler, vi undersøger, hvordan de kan bruges til potentielt at producere lysere, længerevarende, skærme med lav computerstrøm."

Forskningen er finansieret af Det Europæiske Forskningsråd.