Mengubah Karbon Dioksida Menjadi Molekul yang Berguna Elektrokimia – Kolaborasi antara sains dan teknologi telah menghasilkan terobosan yang kreatif dalam memanfaatkan karbon dioksida dengan baik dan sehat. Melalui elektrosintesis, karbon dioksida dapat digabungkan ke dalam molekul organik yang penting untuk pengembangan farmasi. Sebuah tim peneliti velvetmedia.id telah membuat penemuan inovatif dengan mengubah jenis reaktor elektrokimia yang menghasilkan dua produk yang sangat berguna dalam kimia medisinal.
Temuan ini telah dipublikasikan di jurnal Nature pada 5 Januari dengan 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. Ini adalah contoh kolaborasi sains dan teknologi yang sangat menjanjikan dalam pengembangan farmasi yang lebih baik.
Tim Cornell yang dipimpin oleh Song Lin, seorang profesor kimia dan biologi kimia di Sekolah Tinggi Seni dan Sains, telah mencapai terobosan dalam penggunaan teknologi elektrokimia untuk penggabungan molekul karbon. Proses ini memungkinkan pembentukan senyawa kompleks tanpa perlu menggunakan logam mulia atau katalis lainnya sebagai penggerak reaksi kimia.
Dalam proyek terbarunya, tim Cornell berfokus pada senyawa organik heterosiklus piridin, yang merupakan senyawa paling umum dalam obat-obatan yang telah disetujui oleh FDA. Dalam sains farmasi, heterosiklus dianggap sebagai “farmakofor” karena sering hadir dalam senyawa aktif lingkungan obat.
Mereka ingin membuat piridin terkarboksilasi, yaitu memperkenalkan karbon dioksida ke dalam cincin piridin. Diharapkan bahwa dengan menambahkan karbon dioksida ke dalam cincin piridin, akan memungkinkan untuk mengubah fungsi molekul dan dapat membantu mengikat target tertentu, seperti protein. Namun, piridin dan karbon dioksida bukanlah pasangan alami, karena piridin bersifat reaktif sedangkan karbon dioksida umumnya lembam.
Dalam era teknologi yang maju seperti sekarang, pengembangan sains dan teknologi sangatlah penting. Tim Cornell berhasil menunjukkan potensi teknologi elektrokimia dalam membuat senyawa kompleks yang kompleks dan berpotensi menghasilkan obat-obatan baru yang lebih efektif dan efisien.
Menurut Lin, seorang penulis senior bersama dengan Da-Gang Yu dari Universitas Sichuan, pengenalan karbon dioksida ke piridin memiliki keterbatasan yang sangat parah dan sulit diimplementasikan. Namun, Laboratorium Lin telah berhasil mengatasi masalah ini dengan menggabungkan keahlian dalam elektrokimia dengan spesialisasi kelompok Yu dalam memanfaatkan karbon dioksida dalam sintesis organik.
Melalui metode elektrokimia, mereka berhasil membuat piridin terkarboksilasi dengan daya ungkit yang cukup untuk mengaktifkan bahkan beberapa molekul yang paling lembam. Hal ini menunjukkan betapa teknologi dan sains dapat bekerja sama untuk menciptakan solusi baru dalam bidang kimia organik.
Penemuan ini merupakan hasil elektrosintesis yang dilakukan oleh tim kimiawan yang menjalankan reaksi elektrokimia dalam salah satu dari dua cara: dalam sel elektrokimia yang tidak terbagi atau dalam sel elektrokimia yang terbagi. Kedua pendekatan ini menghasilkan produk yang sama, namun satu pendekatan mungkin lebih efisien daripada yang lain.
Dengan adanya inovasi teknologi dan sains seperti ini, diharapkan dapat memberikan kontribusi besar terhadap kemajuan di berbagai bidang, termasuk dalam kimia organik.
Baca juga: Robot ini Bisa Mencair dan Memadat Kembali, Seperti Terminator!
Kelompok Lin melakukan penelitian dan menemukan bahwa dengan menggunakan teknologi yang disebut “reaktor elektrokimia”, mereka dapat secara selektif menempelkan molekul karbon dioksida pada posisi cincin piridin yang berbeda. Temuan ini sangat penting dalam bidang sains dan teknologi, karena dapat membuka jalan untuk membuat molekul lain dengan cara yang selektif namun terkontrol.
Meskipun proyek ini tidak akan menyelesaikan tantangan global perubahan iklim, namun ini adalah langkah kecil menuju penggunaan karbon dioksida yang berlebihan dengan cara yang bermanfaat. Dalam jangka panjang, pemahaman mekanistik tentang mengapa hal itu terjadi akan memungkinkan kita untuk terus menerapkan strategi yang sama pada molekul lain, bukan hanya piridin.
Sebagai ilmuwan dan peneliti, kami percaya bahwa temuan ini akan membantu menghasilkan teknologi baru yang dapat mengatasi masalah global seperti perubahan iklim. Dengan terus berinovasi dan memperdalam pemahaman kita tentang sains dan teknologi, kita dapat menciptakan solusi yang lebih baik untuk masa depan.