I en artikel publicerad i Journal of the American Chemical Society förklarar forskarna att deras föreslagna teknik tillåter dem att utföra vad som kallas en korskopplingsreaktion, där två molekyler förenas med en kol-kolbindning. Detta är en av de mest använda reaktionstyperna och är väsentlig för att tillverka de flesta av de kemiska produkter som används idag.
Att använda koppar som en katalysator för korskopplingsreaktioner är ett genombrott inom hållbarhet, sa forskarna, eftersom sådana reaktioner vanligtvis är beroende av användningen av ädelmetaller som palladium.
Den nya metoden anses också vara fördelaktig eftersom kopparn i den molekylära katalysatorn själv absorberar blått ljus, snarare än att det krävs en separat ljusabsorberande förening utanför katalysatorn. Detta gör syntesen inte bara billigare och enklare, utan också lättare att kontrollera eftersom det finns färre rörliga delar.
Blått ljus spelar en nyckelroll i aktiveringen av kopparbaserade katalysatorer. Teoretiska beräkningar visar att denna ljusexponering får elektroner att flytta från metallkopparatomerna till en ansluten underenhet av den molekylära katalysatorn. Detta exciterade tillstånd separerar laddningen och gör katalysatorn mer reaktiv, så forskare kan använda den för korskopplingsreaktioner för att bilda acylgrupper, som är användbara för att syntetisera droger och optoelektroniska material.
En nyckelaspekt av denna metod är den asymmetriska bildningen av acylgrupper. Detta innebär att en av de två möjliga spegelversionerna av produktmolekylen produceras selektivt, en mycket önskvärd egenskap för utveckling av nya läkemedel.
Implementeringen av detta nya tillvägagångssätt lovar både kostnadsbesparingar och ökad hållbarhet i produktionen av en mängd olika föreningar med potentiell användning inom medicin och elektronik.
Yusuke Masuda, huvudförfattare till studien, sa i ett mediauttalande: "Denna syntesmetod är ett genombrott eftersom den kombinerar två lättillgängliga ämnen, blått LED-ljus och koppar, för att uppnå en kopplingsreaktion som inte fanns tidigare. Teknik för att producera användbara föreningar från jordens rikliga resurser är avgörande för hållbar mänsklig utveckling.Jag förväntar mig att dessa framsteg kommer att bli en milstolpe i utvecklingen av hållbara metoder för molekylär syntes.
