Onderzoekers van de Université Laval hebben katalysatoren ontwikkeld die, zoals enzymen die aanwezig zijn in levende cellen, efficiënt kunnen functioneren in het water. Deze ontdekking, waarvan de details vandaag werden gepubliceerd in Chemische communicatie , toont aan dat het mogelijk kan zijn om het gebruik van giftige en niet-recyclebare organische oplosmiddelen in tal van chemische reacties aanzienlijk te verminderen, vooral bij het synthetiseren van farmaceutische ingrediënten.

"De overgrote meerderheid van chemisch gesynthetiseerde verbindingen wordt geproduceerd door reacties met organische oplosmiddelen, " legt Normand Voyer uit, professor aan de Faculty of Science and Engineering van de Université Laval en de hoofdauteur van de studie. "Deze oplosmiddelen zijn giftig en moeilijk opnieuw te gebruiken, maar de industrie wendt zich tot hen omdat er maar heel weinig reacties efficiënt in water kunnen plaatsvinden. Echter, alle cellulaire reacties vinden plaats in een waterig medium, zonder dergelijke organische oplosmiddelen. Dat bracht ons op het idee om een ​​biomimetisch proces te ontwikkelen, geïnspireerd door enzymen, de natuurlijke katalysatoren die in cellen worden gevonden."

De oplossing van de onderzoekers is gebaseerd op polypeptiden, korte ketens van een enkel aminozuur dat, vanwege hun hydrofobe aard, fungeren als een katalysator bij reacties waarbij niet-wateroplosbare reagentia en chemicaliën betrokken zijn. "De meest effectieve katalysator die we tot nu toe hebben getest, is poly-L-leucine, ", legt professor Voyer uit. "Ons werk heeft ons in staat gesteld de voorwaarden te identificeren die nodig zijn om de optimale werkzaamheid van de katalysator te garanderen in een klassieke reactie die vaak wordt gebruikt in de chemie, de epoxidatiereactie. We hebben opbrengsten van meer dan 95% gehad, die gunstig afsteekt bij die welke worden bereikt met behulp van organische oplosmiddelen."

Het gebruik van dergelijke biomimetische polypeptidekatalysatoren is zowel vanuit ecologisch als economisch oogpunt voordelig omdat ze goedkoop zijn, ze genereren geen giftig afval en zijn herbruikbaar. "Nu proberen we aan te tonen dat deze aanpak levensvatbaar is voor andere belangrijke chemische processen die worden gebruikt door de farmaceutische, agrochemisch, of voedselindustrieën, ’ concludeert de onderzoeker.