La precisa conversione catalitica dei legami chimici è un obiettivo fondamentale nella catalisi. Gli enzimi, in quanto efficienti biocatalizzatori, sono ben noti per la loro elevata attività catalitica, selettività e specificità del substrato in condizioni di reazione blande, che possono essere attribuite alla catalisi sinergica di più siti attivi.
Ispirata al meccanismo catalitico degli enzimi, la progettazione razionale di catalizzatori con più siti attivi per stabilizzare la TS e accelerare la fase che determina la velocità è una strategia promettente per ottenere attività e selettività elevate.
Tuttavia, l'integrazione di più siti attivi in un unico catalizzatore senza interferenze durante il processo catalitico rimane una sfida enorme perché è difficile combinare insieme diversi gruppi funzionali a piacimento, in particolare gruppi incompatibili.
La modularità è un metodo per scomporre sistemi complicati in vari sottomoduli gestibili, ognuno dei quali è indipendente dall'altro e lavora insieme in un certo modo. Pertanto, è altamente desiderabile costruire un sistema catalitico modularizzato che imiti la catalisi sinergica degli enzimi.
Un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Qihua Yang della Zhejiang Normal University, Cina, ha segnalato la costruzione di un sistema catalitico modularizzato per l'idrogenazione a trasferimento catalitico (CTH) utilizzando strutture organiche covalenti (COF) e Cu2 commerciale Cr2 O5 per simulare rispettivamente la funzione dei gruppi di aminoacidi e dei siti attivi degli enzimi.
I risultati sono stati pubblicati sul Chinese Journal of Catalysis .
Nel CTH di diverse aldeidi con alcol isopropilico, il sistema catalitico modularizzato sia con COF che con Cu2 Cr2 O5 dimostra un'attività enormemente migliorata rispetto al Cu2 Cr2 O5 . Indagini meccanicistiche e calcoli teorici suggeriscono che i COF possono interagire con il gruppo ossidrile dell'alcol isopropilico attraverso legami idrogeno, facilitando la deidrogenazione dell'alcol isopropilico e promuovendo il trasferimento di atomi di idrogeno tra isopropanolo e aldeidi, migliorando così l'attività catalitica.
Inoltre, il sistema catalitico modularizzato può essere sostituito da diversi sottomoduli.
Ulteriori informazioni: Xin Liu et al, Costruzione di un sistema catalitico modularizzato per l'idrogenazione di trasferimento:effetto di promozione dei legami idrogeno, Chinese Journal of Catalysis (2023). DOI:10.1016/S1872-2067(23)64499-7
Fornito dall'Accademia cinese delle scienze
