I fotorecettori nei vertebrati consistono tipicamente di due parti incolori separate:un pigmento organico e una proteina. Combinato, creano un colorato, molecola sensibile alla luce chiamata ione iminio che attiva la visione su eccitazione della luce. Ispirato da questo meccanismo, un team di ricercatori dell'Istituto di ricerca chimica della Catalogna (ICIQ) ha creato una nuova famiglia di prodotti sostenibili, catalizzatori ecologici attivabili tramite led viola.

Modificando chimicamente l'aminoacido naturale prolina, i chimici hanno progettato una serie di organocatalizzatori con proprietà attraenti. Quando i catalizzatori reagiscono con il substrato, formano ioni iminio come quelli nelle retine. "Questa trasformazione comporta un cambiamento di colore visivo. Quindi, possiamo sapere quando si forma l'intermedio, " spiega Mattia Silvi, primo autore del Chimica della natura carta. "Quindi, basta attivarlo tramite un led viola e il prodotto della reazione chimica sarà pronto in poche ore." Inoltre, i catalizzatori sono stati accuratamente adattati per indurre la formazione di isomeri a una mano dei prodotti chirali chiamati enantiomeri, che sono molto utili per l'industria farmaceutica. Generalmente, i singoli enantiomeri hanno meno effetti avversi e un migliore profilo terapeutico.

"Nonostante sia un meccanismo ben noto in biochimica, la fotoeccitazione degli ioni di iminio non era stata ancora utilizzata per produrre molecole chirali, "dice Paolo Melchiorre, Capogruppo ICIQ e Professore ICREA, che ha condotto lo studio. "Grazie a questo nuovo approccio, innescato dalla luce visibile, possiamo ottenere prodotti impossibili da ottenere con le tradizionali trasformazioni attivate termicamente, " Aggiunge.

Un'altra caratteristica chiave di questi nuovi catalizzatori è la loro implicazione con la sostenibilità. Sono catalizzatori organici, e poiché non contengono alcun metallo, sono molto più economici e facili da maneggiare. Oltre ad evitare la necessità di costosi catalizzatori di palladio o rutenio, i prodotti di queste reazioni innescate dalla luce sono più facili da purificare. Anche, questi catalizzatori non richiedono attivazione termica, permettendo ai chimici di sviluppare facilmente trasformazioni a temperatura ambiente.

I derivati ​​della prolina sono tra gli organocatalizzatori più popolari in chimica. Quindi, questa nuova scoperta potrebbe avere ampie implicazioni. L'estensione delle applicazioni di questi catalizzatori ad altre trasformazioni chimiche potrebbe ridurre il loro impatto ambientale dando accesso a molecole chirali precedentemente sconosciute.