W artykule opublikowanym w Journal of the American Chemical Society naukowcy wyjaśniają, że proponowana przez nich technika pozwala im wykonywać tak zwane reakcje sprzężenia krzyżowego, w których dwie cząsteczki są połączone wiązaniem węgiel-węgiel. Jest to jeden z najczęściej stosowanych rodzajów reakcji i ma kluczowe znaczenie dla wytwarzania większości produktów chemicznych stosowanych obecnie.
Wykorzystanie miedzi jako katalizatora reakcji sprzężenia krzyżowego jest przełomem w zrównoważonym rozwoju, ponieważ takie reakcje zazwyczaj opierają się na wykorzystaniu metali szlachetnych, takich jak pallad, stwierdzili naukowcy.
Uważa się również, że nowe podejście jest korzystne, ponieważ metal miedziany w katalizatorze molekularnym sam pochłania niebieskie światło, bez potrzeby stosowania oddzielnych związków pochłaniających światło oprócz katalizatora. Dzięki temu synteza jest nie tylko tańsza i prostsza, ale także łatwiejsza do kontrolowania, ponieważ jest mniej ruchomych części.
Niebieskie światło odgrywa kluczową rolę w aktywacji katalizatorów na bazie miedzi. Obliczenia teoretyczne pokazują, że ta ekspozycja na światło powoduje, że elektrony przemieszczają się z metalicznych atomów miedzi do połączonej podjednostki katalizatora molekularnego. Ten stan wzbudzony oddziela ładunek i sprawia, że katalizator jest bardziej reaktywny, więc naukowcy byli w stanie wykorzystać go do reakcji sprzężenia krzyżowego w celu utworzenia grup acylowych, przydatnych do syntezy leków i materiałów optoelektronicznych.
Kluczowym aspektem tej metody jest asymetryczne tworzenie grup acylowych. Oznacza to, że jedna z dwóch możliwych lustrzanych wersji cząsteczki produktu jest produkowana selektywnie, co jest wysoce pożądaną właściwością dla rozwoju nowych leków.
Wdrożenie tego nowego podejścia obiecuje zarówno oszczędności kosztów, jak i zwiększony zrównoważony rozwój w produkcji szerokiej gamy związków o potencjalnych zastosowaniach w medycynie i elektronice.
Yusuke Masuda, główny autor badania, powiedział w oświadczeniu medialnym: "Ta syntetyczna metoda jest przełomowa, ponieważ łączy w sobie dwie łatwo dostępne substancje, niebieskie światła LED i miedź, aby osiągnąć reakcję sprzężenia, która wcześniej nie istniała. Technologia wytwarzania użytecznych związków z obfitych zasobów Ziemi jest niezbędna dla zrównoważonego rozwoju ludzkości. Spodziewam się, że ten rozwój będzie kamieniem milowym w rozwoju zrównoważonych metod syntezy molekularnej.
