Forskare har hittat ett sätt att omvandla enkelbindningar mellan kol- och väteatomer i en kemisk molekyl till kol-kolbindningar. Denna så kallade CH-aktivering anses vara en lovande strategi för att producera komplexa molekyler från enkla utgångsmaterial i bara några få steg. Det största problemet hittills har varit den specifika konverteringen av enskilda obligationer. Det har forskarna nu lyckats med. Genom att välja ett lämpligt lösningsmedel, de säkerställde ett högt utbyte av den önskade produkten. Teamet vid Ruhr-Universität Bochum runt Prof Dr. Lukas Gooßen och Stefania Trita beskriver processen tillsammans med en kollega från University of Kaiserslautern i tidskriften Angewandte Chemie .

"Befintliga industriella processer för syntes av komplexa molekyler har ofta nackdelen att de kräver många steg och att mycket avfall genereras, speciellt salter, säger Lukas Gooßen, Evonik ordförande för organisk kemi I och medlem av Cluster of Excellence Resolv. En lösning kan vara CH-aktivering.

Bindningar mellan kol (C) och väte (H) är de vanligaste kemiska bindningarna, både i naturen och i konstgjorda kemikalier. De är mycket stabila och är ovilliga att genomgå kemiska reaktioner. "Av den anledningen, det hade länge ansetts omöjligt att omvandla dessa bindningar till funktionella grupper som är väsentliga, till exempel, för läkemedels effektivitet, " förklarar Gooßen.

Den största utmaningen är att omvandla en viss CH-bindning i en molekyl samtidigt som de andra lämnas orörda. I den aktuella studien arbetade forskarna med bensoesyror, som består av en kolring och en syragrupp. Med den nya metoden omvandlade de specifikt en enkel C-H-bindning på kolringen till en C-C-bindning. Detta gjorde det möjligt för dem att enkelt kombinera två olika molekyler för att bilda en mer komplex produkt.

"En fördel är att vi behöver en låg reaktionstemperatur på endast 50 grader Celsius och att inga avfallsprodukter skapas, " Sammanfattar Gooßen. "Vi hoppas att processen en dag kommer att möjliggöra att komplexa farmaceutiska kemikalier och ämnen som krävs inom jordbruket kan produceras i färre steg än tidigare och på ett mer energieffektivt sätt. miljövänligt och kostnadseffektivt sätt."

Valet av lösningsmedel var avgörande för en effektiv reaktion. "Med kommersiellt tillgängliga lösningsmedel, vi uppnådde initialt ett mycket lågt utbyte av den önskade produkten, " säger Lukas Gooßen. Med trikloretanol, avkastningen ökade betydligt.