La conversión catalítica precisa de enlaces químicos es un objetivo primordial en la catálisis. Las enzimas, como biocatalizadores eficientes, son bien conocidas por su alta actividad catalítica, selectividad y especificidad de sustrato en condiciones de reacción suaves, lo que puede atribuirse a la catálisis sinérgica de múltiples sitios activos.
Inspirándose en el mecanismo catalítico de las enzimas, el diseño racional de catalizadores con múltiples sitios activos para estabilizar el TS y acelerar el paso que determina la velocidad es una estrategia prometedora para lograr una alta actividad y selectividad.
Sin embargo, integrar múltiples sitios activos en un solo catalizador sin interferencia durante el proceso catalítico sigue siendo un desafío enorme porque es difícil combinar diferentes grupos funcionales a voluntad, particularmente grupos incompatibles.
La modularidad es un método para descomponer sistemas complicados en varios submódulos manejables, cada uno de los cuales es independiente del otro y funcionan juntos de cierta manera. Por lo tanto, es muy deseable construir un sistema catalítico modular que imite la catálisis sinérgica de enzimas.
Un equipo de investigación dirigido por el profesor Qihua Yang de la Universidad Normal de Zhejiang, China, informó sobre la construcción de un sistema catalítico modularizado para la hidrogenación por transferencia catalítica (CTH) utilizando estructuras orgánicas covalentes (COF) y Cu2 comercial. Cr2 O5 para simular la función de los grupos de aminoácidos y los sitios activos de las enzimas, respectivamente.
Los resultados fueron publicados en el Chinese Journal of Catalysis .
En el CTH de diferentes aldehídos con alcohol isopropílico, el sistema catalítico modularizado con COF y Cu2 Cr2 O5 demuestra una actividad enormemente mejorada en comparación con el Cu2 Cr2 O5 . Las investigaciones mecanicistas y los cálculos teóricos sugieren que los COF pueden interactuar con el grupo hidroxilo del alcohol isopropílico a través de enlaces de hidrógeno, facilitando la deshidrogenación del alcohol isopropílico y promoviendo la transferencia de átomos de hidrógeno entre el isopropanol y los aldehídos, mejorando así la actividad catalítica.
Además, el sistema catalítico modularizado se puede sustituir por diferentes submódulos.
Más información: Xin Liu et al, Construcción de un sistema catalítico modularizado para hidrogenación por transferencia:efecto de promoción de los enlaces de hidrógeno, Chinese Journal of Catalysis (2023). DOI:10.1016/S1872-2067(23)64499-7
Proporcionado por la Academia China de Ciencias
