Pendahuluan

Dalam dua dekade terakhir, bidang katalisis kimia telah mengalami revolusi besar melalui pengembangan metode yang lebih selektif, efisien, dan ramah lingkungan. Dua pendekatan katalisis yang menonjol dalam era ini adalah organokatalis dan fotokatalis. Keduanya mewakili strategi modern dalam sintesis kimia, masing-masing dengan prinsip aktivasi yang unik: reaktivasi kimia tanpa logam dan aktivasi oleh cahaya.

Bidang katalisis organik telah mengalami kemajuan pesat yang mengarah pada desain reaksi yang lebih efisien, selektif, dan ramah lingkungan. Organokatalis—senyawa organik kecil seperti amina tersier, N‑heterocyclic carbenes (NHC), dan turunan prolin kiral—telah terbukti sangat efektif dalam mengaktivasi reaktan melalui mekanisme enamina dan iminium, memungkinkan pembentukan ikatan C–C dan C–heteroatom dengan stereoselektivitas tinggi di bawah kondisi reaksi ringan dan non-logam (Martelli dkk., 2023).

Sementara itu, fotokatalis—baik berbasis semikonduktor anorganik (seperti TiO₂) maupun kompleks fotoredoks logam transisi atau fotokatalis organik—memanfaatkan cahaya tampak atau UV untuk menginduksi transfer elektron dan energi, menghasilkan spesies radikal yang mampu mendorong berbagai reaksi oksidasi, reduksi, atau kopling organik (Alvaro dkk., 2015).

Lebih menarik lagi, kombinasi organokatalis dan fotokatalis secara sinergis telah menjadi frontier dalam sintesis organik modern. Sistem dual katalisis ini memungkinkan reaktivasi substrat inaktif atau pengaturan stereoselektivitas melalui penggabungan aksi cahaya (photoredoks) dan kontrol arah reaksi oleh organokatalis, menghasilkan transformasi yang lebih selektif, efisien, dan berkelanjutan. Contohnya adalah sinergi antara katalisis cahaya tampak dan organokatalisis pada enamin/iminium katalisis untuk reaksi asimetrik kompleks (Shen dkk., 2023).

Pada era kimia modern, penggunaan katalis telah bertransformasi menjadi lebih efisien dan ramah lingkungan. Dua pendekatan utama yang berkembang adalah organokatalis—senyawa organik kecil yang mampu menjalankan reaksi tanpa logam—dan fotokatalis, katalis yang diaktifkan oleh cahaya untuk memicu reaksi redoks. Gambar pertama menunjukkan skema mekanisme organokatalis, sedangkan gambar kedua dan ketiga menggambarkan cara kerja fotokatalis berbasis semikonduktor dan kompleks fotoredoks.

Organokatalis

Organokatalis seperti prolin, N‑heterocyclic carbenes, atau amina tersier mengaktifkan substrat melalui mekanisme enamina atau iminium. Organokatalis, yang terdiri dari senyawa organik kecil seperti asam amino prolin, turunan cinchona, dan N-heterocyclic carbene (NHC), berfungsi melalui aktivasi molekul via mekanisme enamina atau iminium. Pendekatan ini membuka jalan bagi reaksi pembentukan ikatan karbon-karbon atau karbon-heteroatom dengan kontrol stereoselektif tinggi, tanpa memerlukan logam berat yang berpotensi toksik.

Berikut adalah beberapa keuntungan organokatalis.

2. Sintesis Senyawa Organik Asimetris (Asymmetric Synthesis)
   Organokatalis sangat berguna dalam reaksi yang menghasilkan produk enansiomer tunggal (reaksi enantioselektif). Contoh: Reaksi aldol asimetris dan reaksi Michael untuk membuat senyawa dengan pusat kiral. Penting dalam industri farmasi untuk membuat obat-obatan yang aktif secara optik (enantiomer spesifik).
3. Alternatif Ramah Lingkungan (Green Chemistry)
   Tidak menggunakan logam berat sehingga lebih aman bagi lingkungan dan kesehatan. Tidak memerlukan kondisi ekstrem maka banyak reaksi berlangsung dalam pelarut air atau pelarut hijau. Dapat digunakan dalam sintesis berkelanjutan (sustainable synthesis).

Beberapa jenis reaksi yang sering menggunakan organokatalis.

Fotokatalis

Fotokatalis memanfaatkan energi cahaya untuk menghasilkan spesies reaktif melalui transfer elektron dan hole dalam semikonduktor atau kompleks fotoredoks. Fotokatalis bekerja dengan memanfaatkan energi cahaya (biasanya cahaya tampak atau UV) untuk menghasilkan spesies reaktif melalui eksitasi elektron. Fotokatalis dapat berupa semikonduktor anorganik seperti TiO₂, atau kompleks logam transisi seperti [Ru(bpy)₃]²⁺, yang digunakan secara luas dalam reaksi fotoredoks. Ketika terkena cahaya, katalis ini menghasilkan pasangan elektron-hole yang dapat mendorong berbagai reaksi oksidasi atau reduksi.

Produk Katalis Kimia

Berikut adalah produk yang dapat kami suplai dari brand Solarbio.

Untuk pertanyaan produk dan stock lebih lanjut Bapak/Ibu dapat menghubungi kami PT. Indogen melalui email sales.indogen@gmail.com atau melalui WhatsApp berikut untuk fast respon WhatsApp Indogen.

Referensi :

Alvaro, A., Thue Jensen, I., Kheradmand, N., Løvvik, O. M., & Olden, V. (2015). Hydrogen embrittlement in nickel, visited by first principles modeling, cohesive zone simulation and nanomechanical testing. International Journal of Hydrogen Energy. Advance online publication. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2015.06.069

Martelli, L. S. R., Vieira, L. C. C., Paixão, M. W., Zukerman‑Schpector, J., de Souza, J. O., Aguiar, A. C. C., … Corrêa, A. G. (2023). Recent advances in greener asymmetric organocatalysis using bio‑based solvents. Catalysts, 13(3), Article 553. https://doi.org/10.3390/catalysts13030553

Shen, J. H., Shi, M., & Wei, Y. (2023). Synergistic Visible Light Photocatalysis with Organocatalysis. Chemistry (Weinheim an der Bergstrasse, Germany), 29(39), e202301157. https://doi.org/10.1002/chem.202301157

Artikel Terkait

1. https://indogen.id/prinsip-inhibisi-enzimatis-dan-jenis-inhibisinya/
2. https://indogen.id/apa-itu-jalur-seluler-glikolisis-dan-asam-sitrat-produk-kit-untuk-deteksi-aktivitasnya/
3. https://indogen.id/enzim-restriksi-definisi-fungsi-dan-produk-pada-molecular-science/