Cosa hanno in comune le proteine ​​e il Kevlar? Entrambi presentano molecole a catena lunga che sono legate insieme da legami ammidici. Questi forti legami chimici sono comuni anche a molte altre molecole naturali, nonché a prodotti farmaceutici e plastiche artificiali. Sebbene i legami ammidici possano conferire grande resistenza alle plastiche, quando si tratta del loro riciclaggio in un secondo momento, la difficoltà di rompere questi legami di solito impedisce il recupero di prodotti utili. I catalizzatori sono ampiamente usati in chimica per aiutare ad accelerare le reazioni, ma rompendo i tipi di legami ammidici nella plastica, come il nylon, e altri materiali richiedono condizioni difficili e grandi quantità di energia.

Basandosi sul loro lavoro precedente, un team di ricerca dell'Università di Nagoya ha recentemente sviluppato una serie di catalizzatori organometallici di rutenio per abbattere efficacemente anche i legami ammidici più duri in condizioni blande.

"I nostri catalizzatori precedenti potevano idrogenare la maggior parte dei legami ammidici, ma le reazioni richiedevano molto tempo ad alta temperatura e alta pressione. Questo nuovo catalizzatore al rutenio può idrogenare substrati difficili in condizioni molto più miti, ", afferma l'autore principale Takashi Miura.

L'idrogenazione è il passaggio chiave che porta alla rottura dei legami ammidici. Il catalizzatore presenta un atomo di rutenio supportato in una struttura organica. Questo atomo di rutenio può adsorbire idrogeno e consegnarlo al legame ammidico per iniziare la rottura. Il team ha sondato la posizione dell'idrogeno sul catalizzatore nel percorso di reazione e ha modificato la forma della struttura di supporto. Assicurandosi che la molecola di idrogeno sia la migliore posizione possibile per l'interazione con i legami ammidici, il team ha ottenuto un'idrogenazione molto più efficace.

Il leader del gruppo Susumu Saito afferma:"Le modifiche che abbiamo apportato al catalizzatore hanno permesso per la prima volta di scindere selettivamente alcuni difficili legami ammidici. Questo catalizzatore ha un grande potenziale per la produzione di peptidi di design per i prodotti farmaceutici e potrebbe anche essere utilizzato per recuperare materiali dai rifiuti di plastica per aiutare a realizzare una sostanza chimica antropogenica ciclo del carbonio".