Inspiré par les bactéries sensibles à la lumière qui se développent près des bouches océaniques chaudes, les chimistes synthétiques de l'Université Rice ont trouvé une méthode douce pour fabriquer des hydrocarbures précieux connus sous le nom d'oléfines, ou alcènes.

Comme les bactéries, les chercheurs utilisent la vitamine B12, éliminer les produits chimiques agressifs généralement nécessaires pour fabriquer des molécules précurseurs essentielles à la fabrication de médicaments et de produits agrochimiques.

L'œuvre en libre accès de Julian West, professeur assistant de chimie, et ses collègues apparaît dans le journal de la Royal Society of Chemistry Sciences chimiques .

"Discutablement, ces oléfines, ou alcènes, sont les groupes fonctionnels les plus utiles dans une molécule, " dit Ouest, un professeur adjoint de chimie a récemment été nommé l'une des 30 étoiles montantes en sciences de moins de 30 ans du magazine Forbes. "Un groupe fonctionnel est comme un pied à terre en escalade :il permet d'aller où l'on veut, ce que tu veux faire.

"Nous avons des méthodes pour fabriquer des oléfines depuis longtemps, mais beaucoup de ces méthodes classiques (fin du 19e ou début du 20e siècle) utilisent des bases incroyablement solides, des choses qui vous brûleraient et qui brûleraient définitivement votre molécule si elle contenait quelque chose de sensible, " a-t-il dit. " L'autre problème est que des conditions aussi difficiles pourraient être en mesure de fabriquer cette oléfine, mais vous pourriez le faire au mauvais endroit."

Un processus doux qui permet aux chimistes de sélectionner la forme fonctionnelle de l'oléfine est un objectif depuis des décennies. Le procédé Rice s'est inspiré des laboratoires qui ont découvert des catalyseurs métalliques pour améliorer le procédé et d'autres qui ont étudié le thermus thermophilus, bactéries sensibles à la lumière qui se développent près des bouches thermiques sous-marines.

"Ils ont beaucoup d'enzymes inhabituelles, " West a dit. " L'un d'eux s'appelle carH, un photorécepteur comme une rétine bactérienne qui s'est développée sur un chemin évolutif parallèle à ce qui a conduit à nos yeux."

CarH incorpore de la vitamine B12 et du cobalt qui réagit avec la lumière et provoque la formation d'un alcène, qui à son tour alerte l'organisme de la présence de la lumière. "Au lieu d'avoir besoin de chaleur et de bases fortes, il n'a besoin que d'énergie lumineuse, " il a dit.

West a déclaré que l'alcène "n'est qu'un sous-produit de la bactérie. Cela s'en moque. Mais nous avons pensé que nous pouvions nous inspirer de la nature".

L'équipe Rice a utilisé B12 et le cobalt qu'il contient avec du bicarbonate de sodium (alias bicarbonate de soude) comme base douce pour fabriquer les oléfines sous lumière bleue à température ambiante.

Un aspect surprenant de la recherche a été l'apparition de l'élimination à distance, par lequel ils ont pu positionner des atomes d'hydrogène pour faciliter d'autres réactions. Cela pourrait conduire à des processus en deux étapes pour des produits spécifiques.

"Essentiellement, nous avons découvert que nous pouvions fabriquer des oléfines et pas seulement les isoler, " West a dit. " Dans le même flacon en même temps, nous pouvons avoir une deuxième réaction et les transformer en autre chose. Cela pourrait être une méthode plug-and-play où nous pouvons commencer à utiliser différentes molécules. »

Il a déclaré que l'équipe travaillait sur des variantes pouvant être étendues à la production industrielle de polypropylène et d'autres plastiques à base d'oléfines. "B12 est un peu trop compliqué pour la synthèse à grande échelle, " West a déclaré. "Mais c'est génial pour les produits chimiques fins, et nous pouvons l'acheter auprès de n'importe quel nombre de fournisseurs."