Voor de beste ervaring schakelt u JavaScript in en gebruikt u een moderne browser!
Je gebruikt een niet-ondersteunde browser. Deze site kan er anders uitzien dan je verwacht.
Chemici van het Van 't Hoff Institute for Molecular Sciences ontwikkelden onder leiding van hoogleraren Joost Reek en Bas de Bruin een strategie voor katalysator-optimalisatie met behulp van computerberekeningen. Ze publiceren erover in het chemische topblad Angewandte Chemie.
Beeld: HIMS

Het onderzoek betreft katalysatoren voor de synthese van chirale verbindingen, die bijvoorbeeld veel gebruikt worden voor de ontwikkeling van medicijnen en parfum. Zulke verbindingen komen voor in verschillende moleculaire varianten, die chemisch gezien vrijwel identiek zijn, maar waarvan er slechts één de gewenste activiteit heeft. De synthetische uitdaging is dan om zoveel mogelijk van die actieve variant te produceren. Dit gebeurt met behulp van zogenaamde asymmetrische katalyse.

Quantumchemische berekeningen

De onderzoeksgroep Homogeneous, Supramolecular and Bio-Inspired Catalysis van Reek en De Bruin ontwikkelde al eerder een effectieve katalysator voor asymmetrische katalyse. Deze hebben ze nu verder weten te optimaliseren door nauwgezet de werking in kaart te brengen. Ze ontdekten de cruciale rol van één enkele moleculaire interactie die ze vervolgens met quantumchemische modellering wisten te optimaliseren. De zo met behulp van de computer verbeterde katalysator bleek in het lab inderdaad tot een beter syntheseresultaat te leiden. Het aandeel van de actieve chirale variant steeg tot boven de 99% en bovendien verliep de reactie sneller.

De onderzoekers denken dat het zo met de computer 'inzoomen' op de bepalende interacties nieuwe en betere katalysatoren kan opleveren.

Computermodellen gaven aan dat de katalysator zou verbeteren door in de oorspronkelijke uitvoering (links) een ureumgroep te vervangen door een fosfine-oxide. De nieuwe katalysator (rechts) bleek inderdaad actiever en selectiever. Beeld: HIMS.