Gaisma kā katalizators: organiskajā ķīmijā atklāti jauni ceļi!

Gaisma kā katalizators: organiskajā ķīmijā atklāti jauni ceļi!

Prof. Dr. Raiens Gilmors un prof. Dr. Johaness Neugebauers vadītā pētnieku grupa ir atklājusi jaunu enantioselektīva alumīnija pārdošanas katalizatora pielietojuma jomu. Pašreizējā pētījumā, kas publicēts slavenajā žurnālā Dabas ķīmija publicēts, tiek ziņots, ka šis katalizators pirmo reizi tiek izmantots gaismas enerģijas katalītiskajai pārnešanai, ko sauc arī par enerģijas pārneses katalīzi. Tas ir nozīmīgs solis organiskajā ķīmijā.

Organiskā ķīmija ir ļoti svarīga farmaceitisko un agroķīmisko vielu izstrādē. Ķīmiķi nenogurstoši strādā, lai izveidotu efektīvas funkcionālas molekulas. Katalīzi uzskata par galveno tehnoloģiju sociāli svarīgu molekulu efektīvai ražošanai. Katalizatori vada ķīmiskās reakcijas, paši tos neizmantojot, padarot šos procesus ilgtspējīgākus un videi draudzīgākus.

Enantioselektīvā katalīze fokusā

Galvenā pētījuma tēma ir enantioselektīvā katalīze, kas nodarbojas ar enantiomēriski tīru ķīmisko savienojumu ražošanu no prohirāliem izejmateriāliem. Šī metode prasa izmantot hirālus katalizatorus, lai pārvērstu prohirālos substrātus produktos, kas bagāti ar enantiomēriem. Šo procesu efektivitāti kritiski nosaka pārejas stāvokļa stabilitāte, kurā katalizators un substrāts mijiedarbojas. Wikipedia skaidro, ka paši hirālie un enantiotīrie savienojumi var darboties kā katalizatori.

Pašreizējie pētījumi liecina, ka iepriekšējie enantioselektīvie katalizatori galvenokārt balstās uz termisko aktivāciju. Pētnieku novatoriskā pieeja gaismas izmantošanai kā alternatīva aktivizēšanas stratēģija līdz šim ir saņēmusi maz pētījumu. Atklātais alumīnija katalizators izceļ gaismas kontrolētu reakciju potenciālu un parāda diferencētu reaktivitāti, kas attiecas gan uz termiskiem, gan gaismas kontrolētiem apstākļiem.

Svarīgums ķīmiskajā pētniecībā

Ķīmiskā pētniecība, kas vērsta uz tādām jomām kā veselība, enerģētika, vide un ekonomika, ir neaizstājama nozīme mūsdienu sabiedrībā. Skaļi katalīze.de Ķīmiskā sintēze ir galvenā sastāvdaļa savienojumu, zāļu un agroķīmisko vielu ražošanā. Tiek sasniegts viens mērķis: ilgtspējīgāku procesu attīstība, izmantojot atjaunojamās izejvielas. Vairāk nekā 80% no pasaulē ražotajām ķimikālijām balstās uz katalītiskajiem procesiem.

Jaunu, priviliģētu hirālo fotokatalizatoru identificēšana, kā aprakstīts pašreizējā pētījumā, ievērojami palīdz atrisināt fotoķīmiskās selektivitātes-universalitātes paradoksu. Iepriekšējie enantioselektīvās katalīzes sasniegumi, piemēram, Monsanto process L-DOPA ražošanai, parāda šo tehnoloģiju nozīmi rūpniecībā un ar to saistītos izaicinājumus, atdalot katalizatorus no reakcijas maisījumiem.

Ar šiem aizraujošajiem rezultātiem pētnieki nosaka jaunus ķīmiskās katalīzes standartus un atjauno dialogu par gaismas izmantošanu kā katalizatora aktivizācijas metodi. Atdalīšanas strīdu kavēšana un katalītiskās efektivitātes uzlabošana galu galā varētu radīt "ideālus" katalizatorus, kas nodrošina videi draudzīgu sintēzi.