La ricerca scientifica non smette mai di stupirci con le sue scoperte e innovazioni. Un team di ricercatori dell’Università di Hokkaido, guidato dal Professore Assistente Akira Katsuyama e dal Professore Satoshi Ichikawa della Facoltà di Scienze Farmaceutiche, ha recentemente fatto un passo avanti significativo nel campo della chimica sintetica. Hanno creato una nuova categoria di molecole capaci di ruotare internamente quando esposte alla luce, aprendo nuove strade per la manipolazione molecolare precisa e per applicazioni in terapie mirate e sistemi bioattivi.
Innovazioni nella fotochimica
Il team di Hokkaido ha esteso gli strumenti della chimica sintetica realizzando molecole che possono essere indotte a subire una rotazione interna in interazione con la luce. Questo processo è ritenuto importante in alcuni sistemi biologici naturali e le versioni sintetiche potrebbero essere sfruttate per eseguire funzioni di commutazione fotochimica nel calcolo molecolare e nelle tecnologie di rilevamento, o in molecole bioattive, inclusi i farmaci.
Isomerizzazione indotta dalla luce
Nello studio, gli atomi di zolfo o selenio sono stati introdotti in un derivato del benzamide. Le molecole risultanti hanno subito isomerizzazione quando esposte alla luce o al calore. Queste molecole sintetizzate formano diversi isomeri quando irradiate con luce blu, offrendo nuove possibilità per alterare significativamente le conformazioni molecolari.
Un’innovazione chiave
Un’innovazione chiave del team di Hokkaido è stata quella di ottenere la rotazione fotoindotta (cioè guidata dalla luce) di gruppi molecolari attorno a una serie di legami chimici che incorporano un atomo di azoto insieme ad altri atomi di carbonio legati. Le proprietà rotazionali sono state rese possibili aggiungendo componenti molecolari che contenevano un atomo del gruppo di elementi ‘calcogeni’ nella tavola periodica, specificamente zolfo o selenio, a una semplice molecola organica: un composto ammidico. Questo ha portato un nuovo livello di controllo e versatilità ai sistemi rotazionali fotoindotti sintetici.
Applicazioni pratiche
Alcuni dei gruppi chimici che ruotano attorno ai legami centrali erano relativamente grandi, basati su anelli di sei atomi di carbonio legati. Questo ha facilitato i cambiamenti molecolari su larga scala che potrebbero essere richiesti per l’uso pratico nei sistemi di commutazione molecolare. Oltre a dimostrare i cambiamenti fotoindotti, il team ha anche eseguito calcoli teorici che hanno fornito intuizioni sui probabili meccanismi con cui procedevano i riarrangiamenti. Il team ha anche esplorato gli effetti della temperatura sulle trasformazioni. La combinazione di lavoro teorico e sperimentale dovrebbe aiutare a guidare la ricerca futura verso l’esplorazione e il controllo delle modifiche ai sistemi già ottenuti.
