Elektrokimia Mengubah Karbon Dioksida Menjadi Molekul yang Berguna

Nationalgeographic.co.id—Kolaborasi kimia menghasilkan cara kreatif untuk memanfaatkan karbon dioksida dengan baik dan bahkan sehat, dengan cara menggabungkannya melalui elektrosintesis, ke dalam serangkaian molekul organik yang penting untuk pengembangan farmasi.

Dalam prosesnya, tim membuat penemuan inovatif. Dengan mengubah jenis reaktor elektrokimia, mereka dapat menghasilkan dua produk yang sama sekali berbeda, namun keduanya berguna dalam kimia medisinal.

Temuan ini telah dipublikasikan di jurnal Nature pada 5 Januari dengan menuliskan judul makalah “Electrochemical reactor dictates site selectivity in N-heteroarene carboxylations.” Rekan penulis makalah ini adalah peneliti postdoctoral Peng Yu dan Wen Zhang, serta Guo-Quan Sun dari Universitas Sichuan di China.

Tim Cornell, yang dipimpin oleh Song Lin, profesor kimia dan biologi kimia di Sekolah Tinggi Seni dan Sains, sebelumnya telah menggunakan proses elektrokimia untuk menyatukan molekul karbon sederhana dan membentuk senyawa kompleks. Menghilangkan kebutuhan akan logam mulia atau katalis lainnya untuk mempromosikan reaksi kimia.

Untuk proyek baru, mereka mengarahkan pandangan mereka pada target yang lebih spesifik: piridin, heterosiklus kedua yang paling umum dalam obat yang disetujui FDA. Heterosiklus adalah senyawa organik di mana atom molekul dihubungkan ke dalam struktur cincin, setidaknya salah satunya bukan karbon. Unit struktural ini dianggap sebagai "farmakofor" karena sering hadir dalam senyawa aktif lingkungam

obat. Mereka juga biasa ditemukan dalam bahan kimia pertanian.

Tujuan para peneliti adalah membuat piridin terkarboksilasi, yaitu piridin dengan karbon dioksida yang ditambahkan padanya. Keuntungan memperkenalkan karbon dioksida ke cincin piridin adalah dapat mengubah fungsi molekul dan berpotensi membantu mengikat target tertentu, seperti protein. Namun, kedua molekul tersebut bukanlah pasangan alami. Piridin adalah molekul reaktif, sedangkan karbon dioksida umumnya lembam.

“Ada sangat sedikit cara untuk memperkenalkan karbon dioksida secara langsung ke piridin,” kata Lin, salah satu penulis senior makalah tersebut, bersama dengan Da-Gang Yu dari Universitas Sichuan. "Metode saat ini memiliki keterbatasan yang sangat parah."

Laboratorium Lin menggabungkan keahliannya dalam elektrokimia dengan spesialisasi kelompok Yu, memanfaatkan karbon dioksida dalam sintesis organik, dan mereka berhasil membuat piridin terkarboksilasi.

"Elektrokimia memberi Anda daya ungkit untuk memutar potensi yang cukup untuk mengaktifkan bahkan beberapa molekul yang paling lembam sekalipun," kata Lin. "Begitulah cara kami mencapai reaksi ini."