Il team di ricercatori guidato da Frank Glorius utilizza fotocatalizzatori e luce visibile per la scissione selettiva dei legami zolfo-zolfo. Il colore della miscela di reazione dopo la reazione può dare una prima indicazione dei prodotti formati (la foto mostra una piastra con diverse miscele di reazione). Credito:WWU/Michael Teders
Un team di ricercatori guidato dal Prof. Frank Glorius e Michael Teders dell'Università di Münster e dal Prof. Dirk Guldi dell'Università di Erlangen-Norimberga ha presentato un nuovo percorso di reazione chimica che potrebbe rivelarsi interessante sia per la ricerca che per la produzione di principi attivi nei farmaci. La nuova reazione porta a una scissione dei legami tra due atomi di zolfo. I chimici utilizzano un metodo di catalisi guidata dalla luce (fotocatalisi) per consentirlo. I risultati del lavoro dei ricercatori sono stati pubblicati nell'ultimo numero della rivista Chimica della natura (pubblicazione anticipata online).
I vantaggi della nuova reazione sono che si verifica molto velocemente ("click chemistry") ed è particolarmente precisa. La scissione simmetrica dei disolfuri, cioè di molecole con legami tra due atomi di zolfo, dà origine a prodotti che potrebbero essere utilizzati per una varietà di applicazioni. "Questi cosiddetti radicali tiil-zolfo potrebbero essere usati per produrre medicinali, Per esempio, o agrofarmaci o polimeri, " afferma Frank Glorius dell'Istituto di chimica organica dell'Università di Münster.
Per attivare la reazione, i ricercatori di Münster utilizzano una molecola speciale che assorbe l'energia della luce visibile, lo immagazzina e poi lo trasferisce a una molecola direttamente coinvolta nella reazione. Questo processo, in cui le molecole trasferiscono reciprocamente elettroni, è noto come trasferimento di energia. Contrariamente al trasferimento unilaterale di elettroni, questo metodo non è molto diffuso nella fotocatalisi guidata dalla luce. Il team guidato da Dirk Guldi dell'Università di Erlangen-Norimberga ha chiarito il meccanismo molecolare del trasferimento di energia utilizzando la spettroscopia ultraveloce. Durante questo processo, lampi laser molto brevi rendono visibili le proprietà molecolari e le modifiche durante una reazione chimica.
Una caratteristica del nuovo percorso di reazione che interessa i biochimici è la sua biocompatibilità. In altre parole, può potenzialmente essere eseguito in cellule viventi senza causare loro alcun danno. È vero anche il contrario:non vi è alcun effetto negativo sulla reazione di alcun componente delle cellule. Ciò rende il percorso di reazione interessante per possibili applicazioni nella chimica dell'etichettatura molecolare, rendendo visibili le biomolecole nelle cellule viventi per osservare i processi biologici. La biocompatibilità del metodo di trasferimento di energia è stata valutata all'Università di Münster dai gruppi di ricerca guidati da Frank Glorius e dal biochimico Andrea Rentmeister, docente presso il Cluster di Eccellenza "Cells in Motion" (CiM). Per le loro valutazioni, le squadre hanno utilizzato un nuovo tipo di metodo di screening in cui hanno aggiunto individualmente alla miscela di reazione numerose biomolecole presenti nella cellula, per studiarne gli effetti caso per caso. Anche, hanno cercato di vedere quali effetti aveva sulla reazione la totalità delle biomolecole nella cellula.