Ispirato dai batteri sensibili alla luce che prosperano vicino alle calde bocche oceaniche, i chimici sintetici della Rice University hanno trovato un metodo blando per produrre preziosi idrocarburi noti come olefine, o alcheni.

Come i batteri, i ricercatori usano la vitamina B12, eliminare le sostanze chimiche aggressive tipicamente necessarie per rendere le molecole precursori essenziali per la produzione di farmaci e prodotti agrochimici.

L'opera a libero accesso di Julian West, un assistente professore di chimica, e i suoi colleghi appaiono sulla rivista della Royal Society of Chemistry Scienze chimiche .

"Probabilmente, queste olefine, o alcheni, sono i gruppi funzionali più utili in una molecola, " disse Occidente, un assistente professore di chimica ha recentemente nominato una delle 30 stelle nascenti della rivista Forbes Magazine's Under 30 nella scienza. "Un gruppo funzionale è come un punto d'appoggio nell'arrampicata:ti permette di arrivare dove vuoi, cosa vuoi fare.

"Abbiamo avuto metodi per produrre olefine per molto tempo, ma molti di questi metodi classici - fine XIX o inizio XX secolo - utilizzano basi incredibilmente forti, cose che ti brucerebbero e brucerebbero sicuramente la tua molecola se avesse qualcosa di sensibile su di essa, " ha detto. "L'altro problema è che condizioni così dure potrebbero essere in grado di rendere questa olefina, ma potresti farcela nel posto sbagliato."

Un processo delicato che consente ai chimici di selezionare la forma funzionale dell'olefina è stato un obiettivo per decenni. Il processo Rice si è ispirato ai laboratori che hanno scoperto catalizzatori metallici per migliorare il processo e ad altri che hanno studiato il thermus thermophilus, batteri sensibili alla luce che prosperano vicino a prese d'aria termali sottomarine.

"Hanno un sacco di enzimi insoliti, " disse West. "Uno di loro si chiama carH, un fotorecettore come una retina batterica che si è sviluppata lungo un percorso evolutivo parallelo a ciò che ha portato ai nostri occhi".

CarH incorpora vitamina B12 e cobalto che reagisce con la luce e stimola la formazione di un alchene, che a sua volta avverte l'organismo della presenza della luce. "Invece di aver bisogno di calore e basi forti, ha solo bisogno di energia luminosa, " Egli ha detto.

West ha detto che l'alchene "è solo un sottoprodotto dei batteri. Non gli interessa molto. Ma abbiamo pensato di poter prendere spunto dalla natura".

Il team di Rice ha usato B12 e il cobalto che contiene con bicarbonato di sodio (noto anche come bicarbonato di sodio) come base delicata per produrre le olefine sotto luce blu a temperatura ambiente.

Un aspetto sorprendente della ricerca è stata la comparsa dell'eliminazione remota, con cui sono stati in grado di posizionare gli atomi di idrogeno per facilitare ulteriori reazioni. Ciò potrebbe portare a processi in due fasi per prodotti specifici.

"Fondamentalmente, abbiamo scoperto che potevamo produrre olefine e non solo isolarle, " disse West. "Nella stessa fiaschetta allo stesso tempo, possiamo avere una seconda reazione e trasformarli in qualcos'altro. Questo potrebbe essere un metodo plug-and-play in cui possiamo iniziare a sublimare diverse molecole".

Ha detto che il team sta lavorando su varianti che possono essere ampliate per la produzione industriale di polipropilene e altre materie plastiche a base di olefine. "La B12 è un po' troppo complicata per la sintesi su scala commerciale, " disse West. "Ma è ottimo per la chimica fine, e possiamo acquistarlo da qualsiasi numero di fornitori."