Pioniers katalyse: chemici decodeereren de beste molecuulverschillen!

Pioniers katalyse: chemici decodeereren de beste molecuulverschillen!

Chemnitz, Deutschland - Een onderzoeksteam van de tu chemnitz , onder leiding van Prof. Dr. Johannes Teichert en Prof. Dr. Martin Brugst heeft belangrijke resultaten over het onderwerp "locatie -selectie catalyse". Dit werk verscheen in de gerenommeerde "Journal of the American Chemical Society" op 3 januari 2025. De locatie -selectieve katalyse maakt zeer vergelijkbare reactieve plaatsen in moleculen mogelijk, wat vooral belangrijk is bij actief ingrediëntonderzoek.

Een van de grootste uitdagingen bij het repliceren van locatie -selectieve reacties, zoals die van aard, bestaat uit het gebruik van menselijk -vriendelijke katalysatoren, die vaak onvoldoende pasvorm hebben. Dit probleem wordt verlicht door inspiratie door de natuur, omdat enzymen in staat zijn om precies locatie -selectieve reacties uit te voeren.

Innovatieve katalysatorontwikkeling

In het huidige onderzoek werd een bifunctionele katalysator gebruikt, die bestaat uit twee reactieve subeenheden. De ene subeenheid is verantwoordelijk voor de erkenning van het te midden, terwijl de andere de implementatie van de reductie overneemt. De effectiviteit van deze katalysator hangt sterk af van de ruimtelijke nabijheid van de twee subeenheden. Voor het eerst kan deze katalysator onderscheid maken tussen structureel gerelateerde amiden - een aanzienlijke vooruitgang, omdat geen andere katalysator momenteel in staat is om deze differentiatie te maken.

De geïdentificeerde "bevoorrechte amiden" omvat moleculen die de voorkeur hebben door de katalysator. Hoewel deze snel worden geïmplementeerd, is de reactie van "niet-bevoorrechte amiden" ofwel erg traag of helemaal niet. Kwantummechanische berekeningen ondersteunen het begrip van deze zeldzame locatieselectiviteit, die het onderzoekswerk verder onderstreept.

Toepassingen en toekomstperspectieven

De kennis van de TU -Chemnitz biedt veelbelovende toepassingen in onderzoek naar actieve ingrediënten en duurzame chemie. Amide zijn niet alleen belangrijke bouwstenen in de synthese van medicinale producten, maar ook bij de productie van materialen. Toekomstig onderzoek zou zich moeten richten op de vereenvoudigde productie van complexe biologisch actieve moleculen en op efficiënte recycling van kunststoffen.

Naast de TU -chemnitz behandelen andere instellingen ook de verdere ontwikkeling van katalyseprocessen. Bijvoorbeeld de Centrum voor bioinformatica en biotechnologie en de Technische Universiteit van München Bij het gebruik van hernieuwbare grondstoffen door specifieke enzymcascades. Deze benaderingen zijn gericht op het produceren van platform en fijne chemicaliën uit suiker of andere moleculen van hernieuwbare grondstoffen.

Een katalyse met meerdere enzym wordt vaak gebruikt in deze moderne methoden. Deze techniek maakt het gelijktijdig gebruik van verschillende enzymen mogelijk zonder de tussenproducten te hoeven isoleren, waardoor het proces sneller en efficiënter wordt. Bovendien worden de optimalisatie van de enzymen en analytische methoden gebruikt om de prestaties en eigenschap van de katalysatoren te verbeteren.

Ontwikkelingen in katalyse en biokatalyse tonen aan dat innovatieve oplossingen worden ontwikkeld voor uitdagingen in de chemie en materiaalwetenschappen. Met de resultaten van de huidige studies is onderzoek nu op een opwindend punt waar duurzaamheid en efficiëntie hand in hand gaan.