Laten we het de Texas tweestaps noemen, maar voor moleculen.

Wetenschappers van Rice University hebben een methode ontwikkeld om alkenen te verminderen, moleculen die worden gebruikt om de synthese te vereenvoudigen, tot meer bruikbare tussenproducten voor geneesmiddelen en andere verbindingen via een techniek met twee katalysatoren die bekend staat als coöperatieve waterstofatoomoverdracht, of chat.

Het proces maakt de hydrogenering van alkenen mogelijk, koolwaterstoffen die een koolstof-koolstof dubbele binding bevatten, op een eenvoudigere en milieuvriendelijkere manier.

Het werk van Rice-chemicus Julian West en postdoctoraal onderzoeker Padmanabha Kattamuri wordt gedetailleerd beschreven in de Tijdschrift van de American Chemical Society .

Bij elke stap, een katalysator draagt ​​een enkel elektron en een proton bij. De cHAT-wending is dat beide reacties plaatsvinden in één synergetisch proces, de tweede katalysator neemt het over zodra de eerste klaar is.

"De fundamentele reactie van hydrogenering is super handig voor het maken van moleculen, " zei West, die vorig jaar bij Rice kwam met financiering van het Cancer Prevention and Research Institute of Texas (CPRIT). "Er zijn een paar elementen die hier heel goed in zijn, en kan veel verschillende transformaties doen, maar ze zijn erg duur en niet de meest duurzame."

Omdat cHAT aardrijk ijzer en zwavel als katalysatoren gebruikt, het kost veel minder dan de industriestandaard methoden die afhankelijk zijn van dure edele metalen zoals platina, palladium, goud en zilver, evenals waterstofgas en oxiderende reagentia die giftig afval creëren.

Het doel is om waterstofatomen meer beschikbaar te maken om te reageren met andere moleculen naar keuze om nieuwe verbindingen te vormen. Het cHAT-proces gebruikt geen toegevoegde oxidanten, werkt met een verscheidenheid aan substraten en is zeer schaalbaar. De benadering met twee katalysatoren dient ook om hydrogeneringsdiastereomeren te produceren, of een andere vorm van hetzelfde productmolecuul dat niet kan worden gemaakt met edele metalen.

West gebruikte een honkbal-analogie om CHAT te beschrijven. "Als je je 'Moneyball, ' weet je dat in plaats van te proberen een superster in te huren die alles kan maar erg duur is, het is beter om een ​​paar bitspelers te krijgen en ze samen te laten werken om een ​​vergelijkbare transformatie te bereiken, " hij zei.

"Verder, door teamwerk, we hebben een strategie geïntroduceerd om ons ook naar nieuwe variaties van onze producten te brengen, West zei. "Door spotgoedkoop ijzer te combineren met een organische zwavelverbinding, we hebben een mooie win-win bij elkaar kunnen scharrelen. De ijzerkatalysator versnelt het proces door het één waterstofatoom te geven, en gaat uit de weg. Dan kan de zwavel binnenkomen en het de tweede geven."

Hij merkte op dat ontvlambaar waterstofgas een veelgebruikt reagens is bij industriële hydrogenering. "Ons proces gebruikt deze eenvoudige, bankstabiel reagens, fenylsilaan, als waterstofbron, " zei West. "We voegen het gewoon toe aan ethanol met zowel katalysatoren als het alkeen. En ethanol is ook een groen oplosmiddel.

"En als je drugs maakt op tonschaal, wil je voorkomen dat je tonnen giftig afval van oplosmiddelen genereert, ' zei hij. 'Dat moet je koste wat kost vermijden. Dus dit zou een grote overwinning kunnen zijn voor farmaceutische bedrijven."

Hij zei dat zijn laboratorium werkt aan het configureren van zijn katalysatoren om een ​​verscheidenheid aan producten te produceren. "Dat zou ons veel chemische complexiteit en diversiteit geven van een enkel uitgangsmateriaal, West zei. "We willen weten of we dit hoge niveau van controle over het proces kunnen uitoefenen."