Det finns olika metallenzymer i människokroppen. Metallenzymer interagerar med aktivt syre, som är kemiskt mer reaktiv än normalt, för att bilda metallreaktiva syrearter. Dessa metallreaktiva syrearter deltar i syntesen och nedbrytningen av biologiska material och läkemedelsmetabolism genom oxidation, vilket är reaktionen som kombineras med syre eller reaktionen som förlorar väte. Därför, många forskarlag studerar enzymatiska reaktioner in vivo genom att syntetisera ämnen som efterliknar metallreaktivt syre. Dock, det har inte funnits eller utvecklats några metallreaktiva syrearter som reagerar med nitril.

Nitril är en typ av organisk förening som består av en trippelbindning av kol (C) och kväve (N). Det är kemiskt mångsidigt och används som ett material för att syntetisera vissa föreningar. Trots dess olika tillämpningar som mellanprodukter inom biokemi och fysiologi, dock, det har varit minimala utbyten av syntesen med nitril på grund av dess kemiska egenskaper som kräver mycket stark syra eller bas, eller hög temperatur för att genomföra reaktionerna.

Trots begränsningarna, ett forskarlag ledd av DGIST professor Jaeheung Cho från Emerging Materials Science har nyligen lyckats syntetisera de metallreaktiva syrearterna (kobolt-peroxo-arter), ett biomimetiskt material som reagerar med nitril, för första gången.

Forskargruppen har funnit att kobolt-peroxo-arterna (peroxo:en av det reaktiva syret med två elektroner tillsatta en syremolekyl) som syntetiseras med hjälp av ett oxidationsmedel på en metallkoboltförening reagerar med nitril under förhållanden med hög temperatur och tryck. Detta är den första bekräftelsen på att de metallreaktiva syreämnena reagerar med nitrilen.

Särskilt, hydroximatocobalt (III)-komplexen som är kompositer som produceras genom reaktionen mellan kobolt-perox och nitril, kan utvecklas till en prodrug i framtiden. Detta beror på att när hydroximatokobal (III)-komplexen omvandlas till kobolt (Ⅱ) tillstånd genom in vivo-reduktion, vissa enzymer som starkt uttrycks i cancerceller kan kontrolleras. Prodrogen hänvisar till ett läkemedel eller en förening som nästan inte visar någon läkemedelsaktivitet i sig själv, men metaboliseras och visar sin effekt genom enzymatisk eller kemisk reaktion in vivo.

Inte bara det, nitril spelar en viktig roll i syntesen av växthormoner och föreningar. Å andra sidan, föreningar som innehåller nitrilfunktionella grupper i herbicider kan orsaka miljöskador genom att finnas kvar i jordbruksavfall och liknande. Därför, omvandlingen av funktionella nitrilgrupper är en miljömässigt viktig reaktion.

Professor Jaeheung Cho uttalade betydelsen av studien "Denna studie visar den nya reaktiviteten hos metallreaktiva syrearter och den förväntas bidra till utvecklingen av katalysatorer som möjliggör aktivering av nitril i framtiden. Dessutom, syntetiserade produkter förväntas utvecklas som prodrugs mot cancer."

Denna studie har publicerats i Journal of the American Chemical Society , en internationell tidskrift för kemi, den 16 augusti. Forskningen utfördes av C1 Gas Refinery Project vid ministeriet för vetenskap och IKT och Korea Research Foundation.