Chiamiamolo il Texas in due fasi, ma per le molecole

Gli scienziati della Rice University hanno sviluppato un metodo per ridurre gli alcheni, molecole utilizzate per semplificare la sintesi, a intermedi più utili per farmaci e altri composti tramite una tecnica a doppio catalizzatore nota come trasferimento cooperativo dell'atomo di idrogeno, o chat.

Il processo consente l'idrogenazione degli alcheni, idrocarburi che contengono un doppio legame carbonio-carbonio, in modo più semplice ed ecologico.

Il lavoro del chimico della Rice Julian West e del ricercatore post-dottorato Padmanabha Kattamuri è dettagliato nel Giornale della Società Chimica Americana .

In ogni passo, un catalizzatore fornisce un singolo elettrone e un protone. La svolta cHAT è che entrambe le reazioni avvengono in un processo sinergico, il secondo catalizzatore subentra appena terminato il primo.

"La reazione fondamentale dell'idrogenazione è super utile per produrre molecole, " disse Occidente, che si è unito alla Rice lo scorso anno con il finanziamento del Cancer Prevention and Research Institute of Texas (CPRIT). "Ci sono alcuni elementi che sono davvero bravi in ​​questo, e può fare molte trasformazioni diverse, ma sono molto costosi e non sono i più sostenibili".

Poiché cHAT utilizza ferro e zolfo abbondanti in terra come catalizzatori, costa molto meno dei metodi standard del settore che si basano su metalli nobili costosi come il platino, palladio, oro e argento, così come gas idrogeno e reagenti ossidanti che creano rifiuti tossici.

L'obiettivo è rendere gli atomi di idrogeno più disponibili a reagire con altre molecole di scelta per formare nuovi composti. Il processo cHAT non impiega ossidanti aggiunti, funziona con una varietà di substrati ed è altamente scalabile. L'approccio a doppio catalizzatore serve anche a produrre diastereomeri di idrogenazione, oppure una forma diversa della stessa molecola di prodotto che non può essere realizzata con metalli nobili.

West ha usato un'analogia con il baseball per descrivere cHAT. "Se ricordi 'Moneyball, ' lo sai che invece di cercare di assumere una superstar che può fare tutto ma è molto costosa, è meglio prendere un po' di giocatori e farli lavorare insieme per ottenere una trasformazione simile, " Egli ha detto.

"Per di più, attraverso il lavoro di squadra, abbiamo introdotto una strategia per portarci anche a nuove varianti dei nostri prodotti, " disse West. " Combinando il ferro scadente con un composto organico di zolfo, siamo stati in grado di mettere insieme una bella vittoria per tutti. Il catalizzatore di ferro avvia il processo dandogli un atomo di idrogeno, e si toglie di mezzo. Allora lo zolfo può entrare e dargli il secondo."

Ha notato che il gas idrogeno infiammabile è un reagente comune nell'idrogenazione industriale. "Il nostro processo utilizza questo semplice, reagente stabile al banco, fenilsilano, come fonte di idrogeno, " ha detto West. "Lo aggiungiamo semplicemente all'etanolo con entrambi i catalizzatori e l'alchene. E anche l'etanolo è un solvente verde.

"E quando produci droghe in tonnellate, vuoi evitare di generare tonnellate di rifiuti tossici di solventi, " ha detto. "Questo è qualcosa da evitare a tutti i costi. Quindi questa potrebbe essere una grande vittoria per le aziende farmaceutiche".

Ha detto che il suo laboratorio sta lavorando per configurare i suoi catalizzatori per produrre una varietà di prodotti. "Questo ci darebbe molta complessità chimica e diversità da un singolo materiale di partenza, " West ha detto. "Vogliamo sapere se possiamo esercitare questo alto livello di controllo sul processo".