Priekopnícka katalýza: Chemici dešifrujú najkvalitnejšie rozdiely v molekulách!

Priekopnícka katalýza: Chemici dešifrujú najkvalitnejšie rozdiely v molekulách!

Chemnitz, Deutschland - Výskumný tím tu Chemnitz , pod vedením Prof. Dr. Johannes Teichert a Prof. Dr. Martin Breugst zverejnil významné výsledky na tému „polohy -katalýzy“. Táto práca sa objavila v renomovanom „Journal of American Chemical Society“ 3. januára 2025. Umiestnenie -selektívna katalýza umožňuje veľmi podobné reaktívne miesta v molekulách, čo je obzvlášť dôležité pri výskume aktívnych zložiek.

Jednou z najväčších výziev v replikácii polohových reakcií, ako napríklad tie, ktoré sa vyskytujú v prírode, spočíva v používaní katalyzátorov priateľských ľudí, ktoré majú často neprimerané prispôsobenie. Tento problém sa zmierňuje inšpiráciou z prírody, pretože enzýmy sú schopné vykonať presne polohové reakcie.

Inovatívny rozvoj katalyzátora

V súčasnom výskume sa použil bifunkčný katalyzátor, ktorý pozostáva z dvoch reaktívnych podjednotiek. Jedna podjednotka je zodpovedná za uznanie uprostred, zatiaľ čo druhá preberá implementáciu zníženia. Účinnosť tohto katalyzátora do značnej miery závisí od priestorovej blízkosti dvoch podjednotiek. Tento katalyzátor dokáže prvýkrát rozlišovať medzi štrukturálne súvisiacim Amidenom - významným pokrokom, pretože žiadny iný katalyzátor v súčasnosti nie je schopný urobiť túto diferenciáciu.

Identifikovaný „Privilegovaný amiden“ obsahuje molekuly, ktoré sú preferované katalyzátorom. Aj keď sú implementované rýchlo, reakcia „ne-previlegovaných uprostred“ je buď veľmi pomalá alebo vôbec. Kvantové mechanické výpočty podporujú porozumenie tejto zriedkavej selektivity polohy, ktorá ďalej zdôrazňuje výskumnú prácu.

Aplikácie a budúce vyhliadky

Znalosť TU Chemnitz ponúka sľubné aplikácie vo výskume aktívnych zložiek a udržateľnej chémii. Amid nie je len dôležitými stavebnými blokmi v syntéze liečivých výrobkov, ale aj pri výrobe materiálov. Budúci výskum by sa mal zamerať na zjednodušenú produkciu komplexných biologicky aktívnych molekúl a na účinnú recykláciu plastov.

Okrem TU Chemnitz sa aj ďalšie inštitúcie zaoberajú aj ďalším vývojom katalýzových procesov. Napríklad Centrum pre bioinformatiku a biotechnológiu a Technická univerzita v Mníchove Pri používaní obnoviteľných surovín prostredníctvom špecifických enzýmových kaskád. Cieľom týchto prístupov je vyrábať platformu a jemné chemikálie z cukru alebo iných molekúl z obnoviteľných surovín.

V týchto moderných metódach sa často používa katalýza viacerých enzýmov. Táto technika umožňuje súčasné používanie niekoľkých enzýmov bez toho, aby museli izolovať medziprodukty, čo robí tento proces rýchlejším a efektívnejším. Ďalej sa na zlepšenie výkonnosti a vlastnosti katalyzátorov používa optimalizácia enzýmov a analytických metód.

Vývoj v katalýze a biokatalýze ukazuje, že inovatívne riešenia sa vyvíjajú pre výzvy v chémii a materiálových vedách. S výsledkami súčasných štúdií je výskum teraz v vzrušujúcom bode, keď udržateľnosť a efektívnosť idú ruka v ruke.