Хіміки вперше змогли придумати метод, в якому діоксид вуглецю (CO₂) у вигляді газу буде служити основним реагентом для отримання корисного хімічної речовини.
Таким чином вчені синтезували метіонін – амінокислоту, яка необхідна у великих кількостях, зокрема, для того, щоб виробляти в промислових масштабах корми для тварин.
Автори стверджують, що винайдений спосіб підходить для промислового виробництва, передає ukurier.gov.ua.
Зараз метіонін (C5H11NO2S) отримують під час шестиступінчатого процесу, в якому використовують високотоксичні речовини, такі як, ціаністий водень (синильна кислота HCN).
Одним з проміжних продуктів реакції в цьому процесі є метіонал (C4H8OS), який також виходить при розкладанні метіоніну бактеріями.
«Виходячи з ідеї, що метіонін в мікроорганізмах перетворюється в метіонал з виділенням вуглекислого газу, ми спробували повернути процес назад.Будь-яка хімічна реакція яку потрібно поветнути «з ніг на голову», вимагає величезних тисків і витрати енергії», — пояснює провідний автор роботи Арне Скерріт з Мюнхенського технічного університету в Німеччині.
В рамках дослідження хіміки визначили відповідні параметри для запуску зворотної реакції в промисловому масштабі і необхідні для цього каталізатори.
Вже в попередніх експериментах процент одержуваного метіоніну виявився несподівано великий навіть при незначному тиску всього на дві атмосфери.
Надалі автори зосередилися на каталізаторах, якими в даному випадку служать органічні сполуки – білки.
Після кількох років експериментів на лабораторному обладнанні автори змогли досягти співвідношення 40% між сировиною і продуктом реакції – метіоніном.
Крім цього вони створили теорію, яка описує цей біохімічний процес.
«Порівняно з фотосинтезом, в процесі якого природа також використовують вуглекислий газ в якості будівельних блоків для органічних молекул, наша реакція елегантна і проста, – додає Скерріт.
Фотосинтез спирається на 14 ензимах і дає вихід близько 20%, а наш метод використовує всього два ензими».
Наука і технології