• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Kemi
    Team upptäcker att ljusdrivna katalysatorer bildar olefiner för läkemedel, agrokemisk tillverkning

    Organismer som trivs nära varma havsöppningar inspirerade en teknik av Rice University-forskare som använder ljus för att trigga ett B12-vitamin som finns i thermus thermophilus för att katalysera värdefulla kemikalier som kallas olefiner eller alkaner. Kredit:Wikipedia

    Inspirerad av ljusavkännande bakterier som frodas nära varma havsöppningar, syntetiska kemister vid Rice University har hittat en mild metod för att göra värdefulla kolväten kända som olefiner, eller alkener.

    Liksom bakterierna, forskarna använder vitamin B12, eliminerar starka kemikalier som vanligtvis behövs för att göra prekursormolekyler nödvändiga för tillverkning av läkemedel och jordbrukskemikalier.

    Verket med öppen tillgång av Julian West, en biträdande professor i kemi, och hans kollegor visas i tidskriften Royal Society of Chemistry Kemivetenskap .

    "Det kan argumenteras att, dessa olefiner, eller alkener, är de mest användbara funktionella grupperna i en molekyl, sa West, en biträdande professor i kemi utsåg nyligen en av Forbes Magazines 30 Under 30 rising stars in science. "En funktionell grupp är som ett fotfäste i klättring:den låter dig komma dit du vill, vad du vill göra.

    "Vi har haft metoder för att göra olefiner under lång tid, men många av dessa klassiska metoder - sent 1800- eller tidigt 1900-tal - använder otroligt starka baser, saker som skulle bränna dig och definitivt skulle bränna din molekyl om den hade något känsligt på sig, " sade han. "Den andra frågan är att sådana hårda förhållanden kanske kan göra denna olefin, men du kanske gör det på fel ställe."

    En mild process som gör att kemister kan välja olefinens funktionella form har varit ett mål i årtionden. Risprocessen hämtade sin inspiration från laboratorier som upptäckte metallkatalysatorer för att förbättra processen och andra som studerade thermus thermophilus, ljuskänsliga bakterier som trivs nära undervattens termiska ventiler.

    "De har många ovanliga enzymer, " sa West. "En av dem heter carH, en fotoreceptor som en bakteriell näthinna som utvecklades på en parallell evolutionär väg till det som ledde till våra ögon."

    CarH innehåller vitamin B12 och kobolt som reagerar med ljus och föranleder bildandet av en alken, vilket i sin tur uppmärksammar organismen på ljusets närvaro. "Istället för att behöva värme och starka baser, den behöver bara ljusenergi, " han sa.

    West sa att alkenen "bara är en biprodukt för bakterierna. Den bryr sig inte riktigt. Men vi trodde att vi kunde ta den här signalen från naturen."

    Rice-teamet använde B12 och kobolten den innehåller med natriumbikarbonat (aka bakpulver) som en mild bas för att göra olefinerna under blått ljus vid rumstemperatur.

    En överraskande aspekt av forskningen var uppkomsten av fjärreliminering, genom vilken de kunde placera väteatomer för att underlätta ytterligare reaktioner. Det kan leda till tvåstegsprocesser för specifika produkter.

    "I grund och botten, vi fann att vi kunde göra olefiner och inte bara isolera dem, " sa West. "I samma kolv samtidigt, vi kan få en andra reaktion och förvandla dem till något annat. Det här kan vara en plug-and-play-metod där vi kan börja ta del av olika molekyler."

    Han sa att teamet arbetar med varianter som kan skalas upp för industriell produktion av polypropen och annan plast baserad på olefiner. "B12 är lite för komplicerat för syntes i råvaruskala, " sa West. "Men det är bra för finkemikalier, och vi kan köpa det från hur många leverantörer som helst."


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com