Tecnologia Científica

Equipe descobre formas de catalisador movido a luz de olefinas para fabricação de medicamentos e agroquímicos
Como as bactérias, os pesquisadores usam vitamina B12, eliminando produtos químicos agressivos normalmente necessários para fazer moléculas precursoras essenciais para a fabricação de drogas e agroquímicos.
Por Rice University - 09/12/2020


Organismos que prosperam perto de aberturas oceânicas quentes inspiraram uma técnica dos cientistas da Rice University que usam a luz para acionar uma vitamina B12 encontrada no thermus thermophilus para catalisar produtos químicos valiosos conhecidos como olefinas ou alcanos. Crédito: Wikipedia

Inspirados por bactérias sensíveis à luz que se desenvolvem perto de fontes oceânicas quentes, os químicos sintéticos da Rice University descobriram um método suave para fazer hidrocarbonetos valiosos, conhecidos como olefinas ou alcenos.

Como as bactérias, os pesquisadores usam vitamina B12, eliminando produtos químicos agressivos normalmente necessários para fazer moléculas precursoras essenciais para a fabricação de drogas e agroquímicos.

O trabalho de acesso aberto de Julian West, um professor assistente de química, e seus colegas aparece no jornal da Royal Society of Chemistry Chemical Science .

"Indiscutivelmente, essas olefinas, ou alcenos, são os grupos funcionais mais úteis em uma molécula", disse West, um professor assistente de química recentemente nomeado uma das estrelas em ascensão de 30 com menos de 30 anos da revista Forbes. "Um grupo funcional é como um ponto de apoio na escalada: ele permite que você chegue onde você quer ir, o que você quer fazer.

"Nós temos métodos para fazer olefinas há muito tempo, mas muitos desses métodos clássicos - final do século 19 ou início do século 20 - usam bases incrivelmente fortes, coisas que queimariam você e definitivamente queimariam sua molécula se ela tivesse algo sensível nele ", disse ele. "O outro problema é que essas condições adversas podem ser capazes de fazer esta olefina, mas você pode fazê-lo no lugar errado."

Um processo suave que permite aos químicos selecionar a forma funcional da olefina tem sido um objetivo por décadas. O processo Rice foi inspirado em laboratórios que descobriram catalisadores de metal para melhorar o processo e outros que estudaram thermus thermophilus, bactérias sensíveis à luz que prosperam perto de fontes térmicas subaquáticas.

"Eles têm muitas enzimas incomuns", disse West. "Um deles é chamado carH, um fotorreceptor como uma retina bacteriana que se desenvolveu em um caminho evolutivo paralelo ao que levou aos nossos olhos."

CarH incorpora vitamina B12 e cobalto que reage com a luz e induz a formação de um alceno, que por sua vez alerta o organismo para a presença da luz. "Em vez de precisar de calor e bases fortes, ele só precisa de energia luminosa", disse ele.

West disse que o alceno "é apenas um subproduto da bactéria. Isso realmente não se importa. Mas pensamos que poderíamos seguir essa sugestão da natureza".

A equipe do Rice usou B12 e o cobalto que ele contém com bicarbonato de sódio (também conhecido como bicarbonato de sódio) como uma base suave para fazer as olefinas sob luz azul à temperatura ambiente.

Um aspecto surpreendente da pesquisa foi o aparecimento de eliminação remota, pela qual eles foram capazes de posicionar átomos de hidrogênio para facilitar reações futuras. Isso pode levar a processos de duas etapas para produtos específicos.

"Basicamente, descobrimos que poderíamos fazer olefinas e não apenas isolá-las", disse West. "No mesmo frasco, ao mesmo tempo, podemos ter uma segunda reação e transformá-los em outra coisa. Este poderia ser um método plug-and-play onde podemos começar a submergir em moléculas diferentes."

Ele disse que a equipe está trabalhando em variações que podem ser ampliadas para a produção industrial de polipropileno e outros plásticos à base de olefinas . "B12 é um pouco complicado para a síntese em escala de commodities", disse West. "Mas é ótimo para produtos químicos finos e podemos comprá-lo de qualquer número de fornecedores."

 

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