È stato sviluppato un catalizzatore chirale fotoreattivo basato su un motore molecolare unidirezionale funzionalizzato con oligotriazolo per la catalisi di legame anionico stereodivergente. La funzione motoria controlla la chiralità elicoidale di complessi supramolecolari con anioni cloruro, che mediante trasferimento di chiralità consente l'aggiunta enantioselettiva di un nucleofilo sililchetene acetale ai cationi ossocarbenio. L'inversione della stereoselettività è stata ottenuta attraverso la rotazione del nucleo del motore indotta da fasi di isomerizzazione fotochimica e termica. Credito:R. Dorel/Università di Groningen
Molte molecole organiche sono chirali, il che significa che non sono sovrapponibili alla loro immagine speculare. Queste immagini speculari sono chiamate enantiomeri e possono avere proprietà diverse quando interagiscono con altre entità chirali, Per esempio, biomolecole. La produzione selettiva dell'enantiomero corretto è quindi importante in, Per esempio, farmaceutici. I chimici dell'Università di Groningen, Ruth Dorel e Ben Feringa, hanno ora ideato un metodo che non solo raggiunge questo obiettivo, ma che controlla anche quale versione viene prodotta utilizzando la luce. I risultati sono stati pubblicati online dalla rivista Angewandte Chemie il 17 novembre.
Il processo si basa sull'utilizzo di un motore molecolare ideato dal Professor Feringa, per il quale è stato insignito del Premio Nobel 2016 per la Chimica. La molecola del motore è stata utilizzata per produrre il primo catalizzatore commutabile per la catalisi asimmetrica che lega gli anioni. La dott.ssa Ruth Dorel spiega:"Abbiamo attaccato bracci che legano gli anioni su entrambi i lati della molecola del motore per creare un recettore anionico che può agire da catalizzatore. Questo recettore adotterà una struttura elicoidale in presenza di anioni che, a seconda della posizione relativa delle braccia, esisteranno in forme diverse."
Interruttore
In questo studio, è stata utilizzata una molecola motore a rotazione molto lenta in modo da poter utilizzare diverse fasi del ciclo di rotazione nella catalisi. Il motore molecolare è costituito da due metà identiche, legati da un doppio legame carbonio-carbonio che funge da asse. Esponendo in sequenza la molecola alla luce UV e al calore, si ottiene una rotazione unidirezionale attorno all'asse. Di conseguenza, i gruppi che legano gli anioni su entrambe le metà del motore sono in grado di passare dall'essere distanti l'uno dall'altro (trans) all'essere vicini sullo stesso lato della molecola del motore (cis). Nella configurazione cis, i bracci possono assumere due diverse configurazioni che portano a due diverse eliche con mano opposta. Dorel:"L'elicità determina l'enantiomero del prodotto che questo catalizzatore produrrà".
Farmaci o polimeri
Il nuovo catalizzatore è stato testato su una reazione di riferimento per la catalisi legante l'anione. "Ora abbiamo una prova di principio, " Spiega Dorel. Le applicazioni pratiche sono molto lontane ma potrebbero trovarsi sia nella ricerca fondamentale che nella produzione di farmaci o polimeri. Per molti farmaci, solo una delle due immagini speculari è la sostanza attiva, l'altra non può fare nulla, o addirittura causare effetti collaterali. "E nella produzione di polimeri, un catalizzatore come questo potrebbe alterare la forma e le proprietà della catena polimerica su richiesta".
