Pioneering Katalys: Kemister dekrypterar de finaste molekylskillnaderna!

Pioneering Katalys: Kemister dekrypterar de finaste molekylskillnaderna!

Chemnitz, Deutschland - A research team of the TU Chemnitz , under the direction of Prof. Dr. Johannes Teichert and Prof. Dr. Martin Breugst has published significant results on the subject of "location -selective catalysis". Detta arbete dök upp i den berömda "Journal of the American Chemical Society" den 3 januari. 2025. Plats -selektiv katalys möjliggör mycket liknande reaktiva platser i molekyler, vilket är särskilt viktigt i aktiv ingrediensforskning.

En av de största utmaningarna när det gäller att replikera plats -selektiva reaktioner, såsom de som förekommer i naturen, består i användningen av mänskliga vänliga katalysatorer, som ofta har otillräcklig passform. Detta problem lindras av inspiration från naturen, eftersom enzymer kan utföra exakt plats -selektiva reaktioner.

Innovativ Catalyst Development

I aktuell forskning användes en bifunktionell katalysator, som består av två reaktiva underenheter. Den ena underenheten ansvarar för erkännandet av det bland de, medan den andra tar över implementeringen av reduktionen. Effektiviteten hos denna katalysator beror starkt på den rumsliga närheten till de två underenheterna. För första gången kan denna katalysator skilja mellan strukturellt relaterade Amiden - en betydande framsteg, eftersom ingen annan katalysator för närvarande kan göra denna differentiering.

Den identifierade "privilegierade amiden" inkluderar molekyler som föredras av katalysatorn. Även om dessa implementeras snabbt, är reaktionen av "icke-privilegierade Amids" antingen mycket långsam eller alls. Kvantmekaniska beräkningar stöder förståelsen för denna sällsynta plats selektivitet, som vidare understryker forskningsarbetet.

Applikationer och framtidsutsikter

Kunskapen om TU Chemnitz erbjuder lovande tillämpningar inom aktiva ingrediensforskning och hållbar kemi. Amid är inte bara viktiga byggstenar i syntesen av läkemedel, utan också i produktion av material. Framtida forskning bör fokusera på en förenklad produktion av komplexa biologiskt aktiva molekyler och på effektiv återvinning av plast.

Förutom TU Chemnitz handlar andra institutioner också med den vidare utvecklingen av katalysprocesser. Till exempel Center för bioinformatik och bioteknik och Tekniska universitetet i München I användning av förnybara råvaror genom specifika enzymkaskader. Dessa tillvägagångssätt syftar till att producera plattform och fina kemikalier från socker eller andra molekyler från förnybara råvaror.

En katalys med flera enzym används ofta i dessa moderna metoder. Denna teknik möjliggör samtidig användning av flera enzymer utan att behöva isolera mellanprodukterna, vilket gör processen snabbare och effektivare. Vidare används optimeringen av enzymer och analysmetoder för att förbättra katalysatorernas prestanda och egenskap.

Utvecklingen inom katalys och biokatalys visar att innovativa lösningar utvecklas för utmaningar inom kemi och materialvetenskap. Med resultaten från de aktuella studierna är forskning nu på en spännande punkt där hållbarhet och effektivitet går hand i hand.