Quando il chimico americano Ronald Breslow decrittò la funzione della vitamina B1 nel 1958, creò anche un mistero che dovrebbe rimanere irrisolto per quasi 60 anni. Aveva riconosciuto che la molecola divenne solo una forma attiva nota come Carben prima che potesse svolgere il suo ruolo nella produzione di energia delle nostre cellule.
Il problema: un carben non può affatto sorgere nel corpo. Non appena è coinvolta l’acqua, si formano invece altre sostanze. Tuttavia, ci sono indicazioni che la vitamina B1 diventa effettivamente un carben. Finora, nessuno è stato ancora in grado di dimostrare che la reazione è davvero considerata impossibile.
Proprietà e sfide di carbenen
Il carbene sono molecole molto esotiche in cui il carbonio allena solo due luoghi di quattro legami e ha una coppia di elettroni gratuiti. L’acqua impedisce la formazione di questa coppia di elettroni liberi – e da un punto di vista chimico, le persone sono un sacco pieno d’acqua con alcuni contaminanti. Ora, tuttavia, una squadra guidata da Vincent Lavallo dell’Università della California a Riverside ha preso direttamente la tesi di Breslow. Come riporta il gruppo di lavoro sulla rivista specialistica “Science Advances”, ha sviluppato un Carben che si forma in acqua ed è anche stabile lì per tutto il tempo.
Innovazione attraverso trucchi di stabilizzazione
La chiave per questo sono due trucchi che rendono più tolleranti la coppia reattiva e instabile di coppie elettriche rispetto all’acqua. Da un lato, il gruppo di lavoro ha attrezzato la molecola precursore su entrambi i lati con grandi strutture in gabbia in boro, che mantengono semplicemente la maggior parte delle molecole lontano dal carbonio. D’altra parte, ha sostituito tutti gli atomi di idrogeno dell’odore molecolare con cloro. L’elemento estrae gli elettroni dalla struttura nucleare e stabilizza anche la coppia instabile di elettroni del carbonio da parte di questo treno. Da questa molecola preparata in questo modo, l’idrossido di litio di base disciolto in acqua potrebbe ora formare il carbenico libero.
Effetti sostenibili sui processi industriali
Come ha mostrato il team, la coppia di elettroni senza decisiva è davvero libera e non stabilizzata da un atomo di metallo direttamente legato. A differenza di studi precedenti, carbene “stabile all’acqua”, la molecola non reagisce lentamente con l’acqua per diversi mesi. Secondo la pubblicazione, una soluzione alla sostanza non è cambiata nemmeno dopo sei mesi. Questo risultato non solo risolve il puzzle con la vitamina B1, ma ha anche potenzialmente grande importanza per i processi tecnici più verdi. Perché il carbene è importante per molte reazioni industriali. Finora sono stati solventi tossici e costosi. Questo potrebbe funzionare invece in acqua in futuro.
