Een team van onderzoekers onder leiding van Prof. Frank Glorius en Michael Teders van de Universiteit van Münster en door Prof. Dirk Guldi van de Universiteit van Erlangen-Neurenberg heeft een nieuw chemisch reactiepad gepresenteerd dat zowel voor onderzoek als voor de productie van actieve ingrediënten in medicijnen. De nieuwe reactie leidt tot een splitsing van bindingen tussen twee zwavelatomen. De chemici gebruiken een door licht aangedreven katalysemethode (fotokatalyse) om dit mogelijk te maken. De resultaten van het werk van de onderzoekers zijn gepubliceerd in het laatste nummer van het tijdschrift Natuurchemie (voorafgaande online publicatie).

De voordelen van de nieuwe reactie zijn dat deze zeer snel verloopt ("klikchemie") en bijzonder nauwkeurig is. De symmetrische splitsing van disulfiden, d.w.z. van moleculen met bindingen tussen twee zwavelatomen, leidt tot producten die voor verschillende toepassingen kunnen worden gebruikt. "Deze zogenaamde thiyl-zwavelradicalen zouden kunnen worden gebruikt om medicijnen te produceren, bijvoorbeeld, of gewasbeschermingsmiddelen of polymeren, ", zegt Frank Glorius van het Instituut voor Organische Chemie van de Universiteit van Münster.

Om de reactie mogelijk te maken, de Münster-onderzoekers gebruiken een speciaal molecuul dat de energie van zichtbaar licht absorbeert, slaat het op en brengt het vervolgens over naar een molecuul dat direct bij de reactie betrokken is. Dit proces, waarin de moleculen elektronen wederzijds overdragen, staat bekend als energieoverdracht. In tegenstelling tot de eenzijdige overdracht van elektronen, deze methode is niet erg wijdverbreid in door licht aangedreven fotokatalyse. Het team onder leiding van Dirk Guldi van de Universiteit van Erlangen-Neurenberg heeft het moleculaire mechanisme van de energieoverdracht opgehelderd met behulp van ultrasnelle spectroscopie. Tijdens dit proces, zeer korte laserflitsen maken de moleculaire eigenschappen en veranderingen tijdens een chemische reactie zichtbaar.

Een kenmerk van het nieuwe reactiepad dat van belang is voor biochemici, is de biocompatibiliteit. Met andere woorden, het kan mogelijk in levende cellen worden uitgevoerd zonder ze te beschadigen. Het omgekeerde is ook waar:er is geen nadelig effect op de reactie van componenten van de cellen. Dit maakt het reactiepad interessant voor mogelijke toepassingen in de moleculaire labeling-chemie – het zichtbaar maken van biomoleculen in levende cellen om biologische processen te observeren. De biocompatibiliteit van de energieoverdrachtsmethode werd geëvalueerd aan de Universiteit van Münster door de onderzoeksteams onder leiding van Frank Glorius en biochemicus Andrea Rentmeister, een professor aan de "Cells in Motion" (CiM) Cluster of Excellence. Voor hun evaluaties, de teams gebruikten een nieuw soort screeningsmethode waarbij ze individueel tal van biomoleculen in de cel aan het reactiemengsel toevoegden, om hun effecten in elk geval te bestuderen. Ook, ze keken welke effecten de totaliteit van de biomoleculen in de cel op de reactie had.