Fotoreceptoren bij gewervelde dieren bestaan ​​meestal uit twee afzonderlijke kleurloze delen:een organisch pigment en een eiwit. gecombineerd, ze creëren een kleurrijke, lichtgevoelig molecuul, een iminium-ion genaamd, dat het zicht activeert bij lichtexcitatie. Geïnspireerd door dit mechanisme, een team van onderzoekers van het Instituut voor Chemisch Onderzoek van Catalonië (ICIQ) creëerde een nieuwe familie van duurzame, milieuvriendelijke katalysatoren die kunnen worden geactiveerd met paarse LED's.

Chemisch modificeren van het natuurlijke aminozuur proline, scheikundigen ontwierpen een set organokatalysatoren met aantrekkelijke eigenschappen. Wanneer de katalysatoren reageren met het substraat, ze vormen iminiumionen zoals die in het netvlies. "Deze transformatie brengt een visuele kleurverandering met zich mee. we kunnen weten wanneer het tussenproduct is gevormd, " legt Mattia Silvi uit, eerste auteur van de Natuurchemie papier. "Vervolgens, we hoeven het alleen maar te activeren met een paarse LED en het product van de chemische reactie is binnen een paar uur klaar." katalysatoren zijn zorgvuldig op maat gemaakt om de vorming van eenhandige isomeren van de chirale producten genaamd enantiomeren te induceren, die zeer nuttig zijn voor de farmaceutische industrie. In het algemeen, enkele enantiomeren hebben minder bijwerkingen en een verbeterd therapeutisch profiel.

"Ondanks dat het een bekend mechanisme is in de biochemie, de foto-excitatie van iminiumionen was nog niet gebruikt om chirale moleculen te maken, " zegt Paolo Melchiorre, ICIQ Groepsleider en ICREA Professor, die de studie leidde. "Dankzij deze nieuwe aanpak, geactiveerd door zichtbaar licht, we kunnen producten verkrijgen die onmogelijk te bereiken waren met traditionele thermisch geactiveerde transformaties, " hij voegt toe.

Een ander belangrijk kenmerk van deze nieuwe katalysatoren is hun betrokkenheid bij duurzaamheid. Het zijn organische katalysatoren, en aangezien ze geen metaal bevatten, ze zijn veel goedkoper en gemakkelijker te hanteren. Naast het vermijden van de noodzaak van dure palladium- of rutheniumkatalysatoren, de producten van deze door licht veroorzaakte reacties zijn gemakkelijker te zuiveren. Ook, deze katalysatoren vereisen geen thermische activering, waardoor chemici gemakkelijk transformaties kunnen ontwikkelen bij omgevingstemperatuur.

Prolinederivaten behoren tot de meest populaire organokatalysatoren in de chemie. Vandaar, deze nieuwe ontdekking zou grote gevolgen kunnen hebben. Het uitbreiden van de toepassingen van deze katalysatoren naar andere chemische transformaties zou hun impact op het milieu kunnen verminderen en tegelijkertijd toegang geven tot voorheen onbekende chirale moleculen.