شفقنا – شیمیدان‌های دانشگاه هوکایدو ژاپن توانستند با استفاده از یک روش محاسباتی و یک کاتالیزور پالادیوم فتوشیمیایی، یک چالش قدیمی در شیمی آلی را حل کنند: تولید رادیکال‌های کتیل از آلکیل کتون‌های ساده. این رادیکال‌ها که واکنش‌پذیری بالایی دارند، در ساخت داروها و محصولات طبیعی مهم هستند.
به گزارش سرویس ترجمه شفقنا، با استفاده از روشی به نام VLAS (غربالگری با کمک لیگاند مجازی)، محققان توانستند بهترین لیگاند (مولکول کمکی) را از بین هزاران گزینه برای جلوگیری از یک «واکنش برگشتی» مخرب پیدا کنند، که این امر منجر به واکنش‌های شیمیایی جدید با بازدهی بالا شد.
کتون‌ها اجزای رایجی در مولکول‌های آلی هستند و شیمیدان‌ها می‌خواهند از آن‌ها برای ایجاد پیوندهای شیمیایی جدید استفاده کنند. یک واکنش بسیار سخت، کاهش کتون‌ها با یک الکترون برای تولید رادیکال‌های کتیل است. رادیکال‌های کتیل، واسطه‌های بسیار واکنش‌پذیری هستند که در توسعه داروها نقش کلیدی دارند.
در حالی که کتون‌های حاوی حلقه‌های آریلی نسبتاً آسان دستکاری می‌شوند، آلکیل کتون‌های ساده (که بسیار رایج‌تر هستند) به دلیل ساختار شیمیایی خود، به سختی کاهش می‌یابند.
تیم محققان قبلاً نشان داده بود که کاتالیزور پالادیوم فعال‌شده با نور، می‌تواند با کتون‌های آریلی کار کند. اما در مورد آلکیل کتون‌ها، یک مشکل بزرگ وجود داشت: رادیکال‌های کتیل اولیه به سرعت یک الکترون را به کاتالیزور پالادیوم باز می‌گرداندند فرآیندی به نام (BET – Back Electron Transfer) و در نتیجه، واکنش پیش نمی‌رفت و مواد اولیه بدون تغییر باقی می‌ماندند.
محققان حدس زدند که می‌توانند با تغییر لیگاند (مولکول متصل به کاتالیزور) که بر واکنش‌پذیری کاتالیزور تأثیر می‌گذارد، این مشکل را حل کننند. از آنجا که هزاران لیگاند مختلف وجود دارد، یافتن لیگاند بهینه از طریق آزمایش و خطا زمان‌بر، پرهزینه و آلوده‌کننده محیط زیست بود.
محققان از یک روش شیمی محاسباتی (کامپیوتری) به نام VLAS استفاده کردند تا به طور مؤثر به دنبال لیگاند مناسب بگردند. این روش بر اساس ویژگی‌های الکترونیکی و فضایی، پیش‌بینی می‌کرد که کدام لیگاند می‌تواند بیشترین واکنش‌پذیری را داشته باشد.
بر اساس این پیش‌بینی‌ها، تیم تنها سه لیگاند امیدوارکننده را برای آزمایش انتخاب کردند و توانستند لیگاند L4 را به عنوان گزینه بهینه شناسایی کنند.
استفاده از این لیگاند به طور مؤثری از بازگشت الکترون جلوگیری کرد و تولید موفقیت‌آمیز رادیکال‌های کتیل از آلکیل کتون‌ها را ممکن ساخت. این موفقیت، ابزار جدیدی را برای شیمیدان‌ها فراهم می‌کند و کارایی روش VLAS را در توسعه سریع واکنش‌های شیمیایی جدید نشان می‌دهد.
این خبر را اینجا ببینید.