Spiegelbeeldkatalyse met water in water eindelijk mogelijk

Spiegelbeeldkatalyse in water met water is effectief en levert geen afvalstoffen op. Onderzoekers zijn er in nu geslaagd dit wonderbaarlijke trucje van de natuur te imiteren. NWO-onderzoekers Gerard Roelfes en Ben Feringa maakten een hybride katalysator van metaalcomplexen en DNA. Dankzij deze katalysator kan selectief één spiegelbeeldvorm van een molecuul gemaakt worden in een chemische reactie met water in water. Het tijdschrift Nature Chemistry publiceerde de resultaten van het onderzoek.

Feringa en Roelfes maakten een biogeïnspireerde katalysator. Die bestaat deels uit metaalcomplexen, net zoals veel traditionele katalysatoren, en deels uit DNA. Promovendus Arnold Boersma ontdekte bij toeval de reactie met water die selectief enkele spiegelbeeldvormen van een molecuul maakt. Alhoewel nog niet volledig duidelijk is hoe deze reactie nou precies werkt, is wel duidelijk dat het DNA een cruciale rol speelt. De reactie vindt namelijk vlakbij de DNA-structuur plaats omdat het metaalcomplex dat verantwoordelijk is voor de katalyse aan het DNA is bevestigd. De moleculen die gemaakt worden in deze reactie lijken het DNA dus te voelen. Katalysatoren zijn erg belangrijk in de chemie, ze helpen om de ene stof om te zetten in de andere.

Selectief spiegelbeeldvormen maken
Sommige moleculen hebben twee spiegelbeeldvormen. Maar vaak is maar één van die spiegelbeeldvormen bruikbaar, bijvoorbeeld als bouwsteen voor medicijnen. Wetenschappers zijn al langer in staat om selectief spiegelbeeldvormen te maken, maar het was nog nooit iemand gelukt om dit te doen met water als stof die de reactie veroorzaakt, en in water als oplosmiddel. Het grote voordeel van water is dat het in sommige reacties vrijwel geen afvalstoffen oplevert, in tegenstelling tot de stoffen die nu gebruikt worden.

Alhoewel water ogenschijnlijk een heel simpel molecuul is, heeft het hele complexe eigenschappen en is daarom moeilijk te gebruiken in de spiegelbeeldkatalyse. Het vormt wel de basis voor één van de schoonste vormen van katalyse. Het is zeer aantrekkelijk om selectief een spiegelbeeldvorm van moleculen te maken met behulp van water, omdat daar dan verder niets meer aan versleuteld of toegevoegd moet worden. Daardoor ontstaan er bij een dergelijke reactie minder bijproducten. De DNA-gebaseerde katalysator, zorgt ervoor dat de selectieve reacties uitgevoerd kunnen worden met water als oplosmiddel en als reagens. De nieuwe hybride katalysator is bovendien gemakkelijk te recyclen.

Gerard Roelfes en Ben Feringa voerden hun onderzoek uit aan de RUG. Hun onderzoek werd gefinancierd door de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek en de nationale toponderzoeksschool katalyse (NRSC-C). Roelfes ontving in 2005 een prestigieuze Vidisubsidie uit de Vernieuwingsimpuls van NWO.

Over NWO
NWO is dé nationale wetenschapsfinancier en heeft tot taak het wetenschappelijke onderzoek in Nederland te laten excelleren via nationale competitie. Jaarlijks geeft NWO ruim 700 miljoen euro uit aan subsidies voor toponderzoekers, vernieuwende instrumenten en apparatuur en instituten waar toponderzoek wordt bedreven. NWO financiert het onderzoek van ruim 5300 getalenteerde wetenschappers aan universiteiten en instellingen. Selectie door middel van peer review is in handen van onafhankelijke deskundigen. NWO bevordert de overdracht van kennis naar de maatschappij.

Plaats een reactie