Bio-inspired Catalysts

به منظور پاسخگویی به تقاضاهای روزافزون برای ترکیبات انانتیوپور، کاتالیز ناهمگن، همگن و آنزیمی به طور مستقل در گذشته تکامل یافته است. اگرچه هر سه رویکرد فرآیندهای صنعتی قابل دوام را به همراه داشته اند، دو روش اخیر بیشترین استفاده را دارند و می توانند از بسیاری جهات مکمل یکدیگر در نظر گرفته شوند. با وجود پیشرفت در مطالعات ساختاری، محاسباتی و مکانیکی، با این حال، تا به امروز هیچ دستورالعمل جهانی برای بهینه‌سازی فرآیندهای کاتالیزوری وجود ندارد. بنابراین، رویکرد آزمون و خطا در کشف و بهینه‌سازی کاتالیزور غالب است. با هدف تکمیل زمینه های تثبیت شده کاتالیز همگن و آنزیمی، کاتالیز ارگانیک و متالوآنزیم های مصنوعی اخیراً احیا شده اند. متالوآنزیم‌های مصنوعی، که تمرکز این کتاب هستند، از ترکیب یک بخش آلی فلزی فعال اما غیرانتخابی با میزبان ماکرومولکولی حاصل می‌شوند. Kaiser و Whitesides امکان ایجاد متالوزیم های مصنوعی را تا اواخر دهه 1970 پیشنهاد کردند. با این حال، این باور عمومی وجود داشت که پروتئین ها و کاتالیزورهای آلی فلزی با یکدیگر ناسازگار هستند. این امر تحقیقات در این زمینه را در حد فاصل بین کاتالیز همگن و آنزیمی به شدت مختل کرد. با این حال، از سال 2000، علاقه فزاینده ای در زمینه متالوآنزیم های مصنوعی برای کاتالیز انانتیو انتخابی وجود داشته است. وضعیت فعلی هنر و پتانسیل توسعه آینده در پنج فصل به خوبی متعادل ارائه شده است. G. Roelfes، B. Feringa و همکاران. خلاصه تحقیقات متکی بر DNA به عنوان یک میزبان ماکرومولکولی برای کاتالیز انانتیو انتخابی.

In order to meet the ever-increasing demands for enantiopure compounds, heteroge- ous, homogeneous and enzymatic catalysis evolved independently in the past. Although all three approaches have yielded industrially viable processes, the latter two are the most widely used and can be regarded as complementary in many respects. Despite the progress in structural, computational and mechanistic studies, however, to date there is no universal recipe for the optimization of catalytic processes. Thus, a trial-and-error approach remains predominant in catalyst discovery and optimization. With the aim of complementing the well-established fields of homogeneous and enzymatic catalysis, organocatalysis and artificial metalloenzymes have enjoyed a recent revival. Artificial metalloenzymes, which are the focus of this book, result from comb- ing an active but unselective organometallic moiety with a macromolecular host. Kaiser and Whitesides suggested the possibility of creating artificial metallo- zymes as long ago as the late 1970s. However, there was a widespread belief that proteins and organometallic catalysts were incompatible with each other. This severely hampered research in this area at the interface between homogeneous and enzymatic catalysis. Since 2000, however, there has been a growing interest in the field of artificial metalloenzymes for enantioselective catalysis. The current state of the art and the potential for future development are p- sented in five well-balanced chapters. G. Roelfes, B. Feringa et al. summarize research relying on DNA as a macromolecular host for enantioselective catalysis.