חוקרים מאוניברסיטת ריברסייד בקליפורניה הצליחו להכין במעבדה משפחת חומרים בשם קרבנים (קַרְבֶּן, carbene), פרודות פעילות ביותר המשמשות להכנת זרזים לשם האצת תגובות כימיות שנחשבו בלתי ניתנות לסינתוז
לרוב, המתכות המשמשות בהכנת תצמידים שכאלו הינן רודיום, זהב, פלטינה או פלאדיום – כולן מתכות יקרות מאוד ובמקרים מסוימים, אפילו רעילות. בכדי להפחית את עלות הזרזים, במקרים שהדבר אפשרי, משתמשים בקרבנים בנפרד ובאופן עצמאי (ללא המתכות) בתגובות כימיות רבות.
עד היום, קרבנים מסוימים ממשפחה זו, ה- aNHCs, שימשו רק בתצמידי מתכת-קרבן, לעולם לא לבדם. כימאים העריכו כי קרבנים אלו אינם מסוגלים להתקיים באופן נפרד, כך שבלתי-אפשרי להכינם ללא המרכיב המתכתי.
כעת, חוקרים מאוניברסיטת קליפורניה, בראשות הפרופסור לכימיה Guy Bertrand אתגרו את הסברה הזו בעקבות ההכנה המוצלחת של קרבנים אלו הנפרדים ממתכת ואשר עשויים לשמש בהכנה של כל תצמיד רצוי.
“יש הסבורים כי צורונים כימיים רבים אינם יציבים מכיוון שהם אינם מצייתים לחוקים שלמדנו בביה”ס, ועל-כן אף אחד לא מנסה להכינם,” אמר החוקר הראשי. “תפקידם של מדענים, לעומת זאת, הוא לאתגר השערות קודמות. זה בדיוק מה שעשינו במקרה של קרבנים אלו, ולשמחתנו הצלחנו בכך.”
“קרבנים אלו יציבים בטמפרטורת החדר הן במצבם המוצק והן בתמיסה, כלומר יישומם כזרזים נעדרי-מתכת נפוץ ביותר, ותרומתם לתעשייה חשובה בשימושם לתגובות כימיות חדשות רבות.” ממצאי המחקר פורסמו בכתב-העת המדעי Science.
“המחקר, שבו תוארו ההכנה והמאפיינים של משפחה נפרדת לחלוטין של קרבנים נעדרי-מתכת, פותח אופקים חדשים ובעל השלכות גדולות על תחום הקטליזה,” אומר אחד מהמדענים. “היישומים האפשריים לתחום גילוי התרופות וייצורן מרתקים, מאחר ותהליכים קטליטיים עשויים להפחית עלויות ייצור ולהיות ידידותיים לסביבה.”
החוקרים מעוניינים להפוך את משפחת חומרים זו לזמינה באופן מסחרי. “אנו מקווים כי כימאים רבים ברחבי העולם ישתמשו בקרבנים אלו וימצאו יישומים חדשים עבורם,” אומר החוקר הראשי.
