Katalizator aktywowany światłem osiąga wysoką wydajność produkcji chiralnych cząsteczek z pojedynczym enancjomerem

Chemicy z California Institute of Technology, we współpracy z University of Pittsburgh, opracowali nowy katalizator aktywowany światłem do fotoindukowanej deracemizacji trzeciorzędowych i drugorzędowych halogenków alkilu. To przełomowe odkrycie, szczegółowo opisane w Nature, rozwiązuje istotny problem w chemii: wydajną syntezę pojedynczych enancjomerów z cząsteczek chiralnych.

Cząsteczki chiralne istnieją jako izomery będące odbiciami lustrzanymi, zwane enancjomerami, gdzie zazwyczaj tylko jedna forma jest pożądana do określonych zastosowań. Tradycyjne metody obejmują oddzielanie enancjomerów i odrzucanie niepożądanej formy, co jest procesem marnotrawnym. Nowy katalizator oferuje bardziej wydajne rozwiązanie, selektywnie wytwarzając pożądany enancjomer.

Proces obejmuje wiązanie chlorku miedzi z chiralnym ligandem fosfinowym, który moduluje reaktywność. Po aktywacji światłem katalizator inicjuje reakcję przeniesienia pojedynczego elektronu z substratem halogenkowym, zrywając wiązania i generując rodnikowe produkty pośrednie. Następnie chlorek przenosi się z kompleksu miedzi do rodnika, kierowany przez chiralny ligand fosfinowy, co prowadzi do powstania produktu z pojedynczym enancjomerem.

Demonstracje z użyciem różnych halogenków alkilu wykazały znacznie wyższe wydajności w porównaniu z tradycyjnymi metodami separacji, co stanowi znaczący postęp w syntezie cząsteczek chiralnych i otwiera drzwi do bardziej wydajnej produkcji farmaceutyków, agrochemikaliów i innych specjalistycznych chemikaliów.