EN

Läpimurtoja katalyyttien ja reaktiomekanismien selvittämisessä

Jyväskylän yliopiston kemian laitoksella ja nanotutkimuskeskus NSC:ssä on ratkaistu kaksi kiperää katalyysikemian ongelmaa käyttämällä apuna sekä kokeellista että laskennallista kemiaa. Professori Petri Pihkon tutkimusryhmä on suunnitellut uudentyyppisen sisäisesti avustetun katalyytin, joka katalysoi imiinien ja malonaattien välistä reaktiota. Reaktiotuotteita voidaan käyttää muun muassa beta-aminohappojen valmistukseen. Tutkimus on tehty Suomen Akatemian rahoituksella.

Toisin kuin luonnolliset alfa-aminohapoista tehdyt proteiinit, beta-aminohappoja sisältävät peptidit ja proteiinit ovat usein erittäin stabiileja entsyymikatalysoiduissa reaktiossa. Hyvistä menetelmistä beta-aminohappojen synteesiin on kuitenkin pulaa. Uusi katalyytti ratkaisee monet ongelmat, koska aikaisemmin julkaistut katalyytit eivät toimineet kuin aromaattisten imiinien kanssa.

Laskennallisen kemian yhteistyö Unkarin tiedeakatemiassa toimivan Imre Pápain ryhmän kanssa osoitti, että katalyytti toimii sisäisen vetysidosavustuksen avulla. Katalyytin suunnittelussa saatiin merkittävää apua sen kiderakenteista, joiden ratkaisemisessa professori Petri Pihkon vetämä ryhmä teki yhteistyötä akatemiaprofessori Kari Rissasen ryhmän kanssa.

Michael-reaktion monet mekanismit

Toisessa työssä tutkijat selvittivät aldehydien ja nitroalkeenien välisen amiinikatalysoidun Michael-reaktion tarkkaa mekanismia. Reaktion mekanismi on herättänyt runsaasti keskustelua ja kiistelyä alan lehdissä, ja professorit Dieter Seebach Sveitsistä, Donna Blackmond Yhdysvalloista ja Yujiro Hayashi Japanista ovat kaikki esittäneet erilaisia mekanismivaihtoehtoja.

Juuri julkaistussa mallissa Pihkon ja Pápain ryhmät esittävät, että reaktiot eivät tapahdu kahtaisionivälivaiheen kautta, kuten on tähän asti luultu, vaan kuusirenkaisen välivaiheen kautta. Katalyyttisen syklin hitain vaihe on tämän kuusirenkaan protonoituminen.

Molemmissa tutkimuksissa tärkeimpänä tekijänä on ollut se, että synteesikemia, kiderakenteiden määrittäminen ja laskennallinen kemia ovat voineet yhdistää voimansa reaktioiden syvälliseksi ymmärtämiseksi. Tutkimusten tulokset on julkaistu arvostetussa Angewandte Chemie -lehdessä.

http://dx.doi.org/10.1002/anie.201204833

http://dx.doi.org/10.1002/anie.201203852

 

Lähde: Jyväskylän yliopiston tiedote

 

 

Seuraa meitä:
FacebookSlideshareTwitterYoutube
VAIHDE 029 533 5000
KIRJAAMO 029 533 5049
FAKSI 029 533 5299
   
SÄHKÖPOSTI etunimi.sukunimi@aka.fi
AUKIOLO Arkisin 8.00-16.15
   
HENKILÖHAKU »
YHTEYSTIEDOT, LASKUTUS  JA
REKISTERISELOSTEET»
KYSYMYKSET JA PALAUTE »