Новый нанокатализатор направляет хиральные реакции
Москва, 11:03, 24 Окт 2019, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.
Вдохновленные фотосинтетическими бактериями, исследователи из Мичиганского университета создали катализатор, направляющий реакции к правильной версии скрученных хиральных молекул. Процесс может повысить эффективность производства некоторых препаратов.
Многие лекарства основаны на скрученных молекулах из 2 зеркальных версий структуры. Тело использует только одну. Скручивание или хиральностьпомогает веществу взаимодействовать с аналогично изогнутыми молекулами человеческих клеток. Противоположный элемент обычно неактивный или, в худших случаях, токсичный. Но существующие химические процессы производят одинаковое количество обеих версий или энантиомеров. Исследование Мичиганского университета поможет решить эту проблему, сообщает phys.org. Его выводы опубликованы в Nature Communications.
«Существующие хиральные катализаторы оптимизировали для работы в жидкостях. Они дорогие и экологически вредные. Катализаторы позволят получать высокие концентрации только левых или правых энантиомеров, но разрушаются при контакте с водой», — сказал профессор Николас Котов, чья команда разработала и протестировала новый продукт.
Материал может направлять реакции в воде. Он состоит из минеральных наночастиц на основе оксида цинка. Катализатор имитирует наномерные органы бактерий и минимум в 10 раз лучше выбирает нужную версию хиральной бактерии, чем ранние аналоги.
«Избирательность превысила 20%. Ранее она едва достигала 1%, — сказал Котов. – Это – технологически ценное достижение, снижающее стоимость конечного продукта».
Техника позволит эффективнее производить препараты, сейчас содержащие равное количество активных и неактивных энантиомеров.
«Экономия уже возможна за счет дешевизны, стабильности и многоразовости катализатора. Замена органических растворителей водой принесет экономическую и экологическую пользу», — сказал Котов.
Промежутки между хиральными наночастицами скручены. Они притягивают молекулы с аналогичным изгибом. Наночастицы захватывают свет, превращая его в электрические заряды. Они проходят сквозь молекулы в промежутках, давая им энергию для формирования новой связи. Структуры с правильным скручиваниям проводят больше времени в супрачастице, увеличивая долю заданного продукта.
Исследователи планируют повысить избирательность катализатора, используя закрученный свет.
