علماء في جامعة ناغويا طوروا فوتوكتاليست قائم على الحديد يقلل الاعتماد على المعادن النادرة في التوليف العضوي. التصميم الجديد يستخدم ligands كيرالية أقل تكلفة ويسمح بأول توليف كلي غير متماثل لـ (+)-heitziamide A. هذا التقدم يعزز تفاعلات كيميائية أكثر استدامة تحت ضوء LED أزرق.
باحثون في كلية الهندسة للدراسات العليا بجامعة ناغويا، بقيادة الأستاذ كازواكي إيشيهارا، والأستاذ المساعد شوهاي أومورا، والطالب الخريج هاياتو أكاو، قدموا فوتوكتاليست حديدي مصمم من جديد. نشر في Journal of the American Chemical Society في 2026، يفصل الدراسة كيف يقلل هذا الكتاليست استخدام الـ ligands الكيرالية بنسبة ثلثي مقارنة بنسختهم في 2023، التي تطلبت ثلاثة لكل ذرة حديد رغم أن واحدة فقط تساهم في الانتقائية الإنانتيومرية. النظام الجديد يدمج ligands ثنائية الأسنان غير كيرالية ميسورة التكلفة مع الكيرالية لتشكيل هيكل ملح حديد(III). هذه الإعداد يعزز الأداء الكتاليتيكي ويوجه التكوين ثلاثي الأبعاد للمنتجات. مفعّل بضوء LED أزرق فعال في الطاقة، يسهل دورة كتيون راديكالي (4 + 2) متحكم فيها، مشكلاً حلقات ستية مع مضافات 1,2,3,5-مدخلة شائعة في المنتجات الطبيعية. باستخدام هذا الكتاليست، حقق الفريق أول توليف كلي غير متماثل لـ (+)-heitziamide A، مركب من النباتات الطبية الذي يثبط الانفجارات التنفسية. التوليفات السابقة لم تنتج الإنانتيومر الطبيعي بشكل غير متماثل. يمكن للكتاليست المرآة أن ينتج (-)-heitziamide A بنفس الطريقة. «تصميم الكتاليست الجديد يمثل الشكل النهائي للفوتوكتاليستات الفوتوريدوكس الكيرالية من حديد(III)»، قال أومورا. «نعتقد أن هذا الإنجاز يمثل معلماً هاماً في تطوير الفوتوكتاليزيس القائم على الحديد.» أضاف إيشيهارا: «تحقيق أول توليف كلي غير متماثل على الإطلاق لـ (+)-heitziamide A باستخدام هذه التفاعل الكتاليتيكي إنجاز رائع.» النهج يسمح ببناء جزيئات معقدة، بما في ذلك مقدمات الأدوية، باستخدام الحديد الوفير بدلاً من المعادن النادرة مثل الروثينيوم والإيريديوم. هذا التطور يشير إلى إمكانية توليف إنانتيومري انتقائي لمواد بيوفعال إضافية عبر نفس خطوة الدورة الإضافية.
