Zijn fascinatie voor alles wat reageert, bracht Bas de Bruin een hoog­leraar­schap waarin hij zijn voorliefde voor radicaalreacties combineert met les­geven. ‘Het gebeurt minstens zo vaak dat studenten en jonge onderzoekers míj enthousias­meren.’

Eind augustus wordt Bas de Bruin (49), verbonden aan het Van ’t Hoff Institute for Molecular Sciences (HIMS) van de Universiteit van Amsterdam (UvA), verwacht in Lissabon, om daar officieel zijn Chemistry Europe Fellowship in ontvangst te nemen. Het is de hoogste onderscheiding die deze bundeling van zestien chemische verenigingen, waaronder de KNCV en KVCV, uitreikt. ‘Door de coronacrisis is het uiteraard onzeker of ik wel kan afreizen. En het is niet zo dat ik met deze prijs op zak nu met mijn hoofd in de wolken loop, maar het is wel een heel mooie erkenning voor mijn onderzoekswerk.’

De hoogleraar bio-inspired sustainable catalysis zet binnen de homogene katalyse in op het gebruik van duurzame katalysatoren, zoals ijzer en kobalt, in plaats van edelmetalen die je vervlochten zou kunnen noemen met dit veld. En laten die elementen nou doorgaans reageren via radicaalreacties. Van radicaalreacties hoor je vaak dat ze veel te reactief zijn om selectief te kunnen reageren en daarmee haast niet te controleren zijn. Dat De Bruin wel beter weet, laat hij al jaren zien.

In hoeverre moet je nog opboksen tegen het idee dat jouw aanpak weinig kans van slagen zou hebben?

‘Het is nog steeds wel een dogma binnen de organische synthese. Maar dat is een heel rare gedachtegang als je bedenkt dat in de biologie bijna alle reacties die door metaalhoudende enzymen worden gekatalyseerd radicaalreacties zijn, uitgevoerd met veelvoorkomende metalen. Waarom zouden wij dan niet in staat zijn om radicalen of andere hypovalente moleculen gecontroleerd te laten reageren?

We weten allemaal dat we niet op de huidige voet kunnen blijven doorgaan met het gebruik van katalysatoren als rhodium, iridium en palladium, want die beginnen op te raken. En als we dan al kiezen voor bijvoorbeeld ijzer, dan ontstaat alsnog de neiging die katalysator proberen te laten reageren alsof het een edelmetaal is. Waarom niet juist gebruikmaken van die radicaal­reactiviteit? We moeten gewoon goed kijken hoe de natuur het doet.

Je ziet ondertussen wel dat steeds meer onderzoekers, en vooral de jongere generatie, het idee begint op te pikken. En we werken er samen aan met grote bedrijven als AkzoNobel, DSM en Sabic, via publieks-private onderzoeksconsortia zoals het Chemical Building Blocks Consortium en The Polymer Research Platform.’

Wat heeft jouw pionierswerk tot nu toe opgeleverd?

‘Ik ben zelf dus enorm gefascineerd door de reactiviteit van ultrareactieve reactie-intermediairen. Ik bestudeer graag oxidos, nitridos, carbenen en carbeenradicalen, nitrenen en nitreenradicalen met minder gebruikelijke spectroscopische technieken (naast NMR ook elektron paramagnetische resonantie (EPR), red.) en compu­tationeel chemische technieken zoals DFT-berekeningen.

Het mooiste is dat daar vaak enorm onverwachte en spannende resultaten uit­komen. Begin april publiceerden we bijvoorbeeld een artikel in Angewandte Chemie waarin we lieten zien dat je met kobalt(III)­carbeen-radicalen heel selectief dibenzocycloocteen en monobenzocyclooctadieen kunt vormen (zie ook nieuwssectie editie 6, red.). Beiden achtringen die je met conventionele synthese niet kunt maken.’

Waar liggen voor jou de uitdagingen?

‘Met mijn groep wil ik nog meer, en daarmee heel sterke, controle krijgen over de reactiviteit van die hypovalente moleculen en radicale intermediairen. Met als doel om moleculen selectief te kunnen modificeren, waarbij het overige deel van de eigenschappen behouden blijft. Hiermee moet je in staat zijn om een groter scala aan bioactieve moleculen zoals chromenen en piperidines, relevant voor onder meer geneesmiddelenontwikkeling, op een efficiënte manier te synthetiseren.

In hoeverre ben je bezig met de toepasbaarheid van jouw academische werk?

‘Van nature ben ik altijd erg gecharmeerd geweest van fundamenteel onderzoekswerk. En tegelijkertijd werk ik ook graag aan industriële vraagstukken; elke invalshoek is op zijn eigen manier inspirerend en spannend. Mijn groep maakt bijvoorbeeld deel uit van het Chemical Building Blocks Consortium.

In een van die projecten ontwikkelen we een ijzerkatalysator om verf te drogen. IJzer moet daarbij bestaande drogers vervangen vanwege nieuwe REACH-regels. Aan de huidige katalysator is methylethylketoxime toegevoegd dat verdampt als je de verfpot openmaakt, en daarmee activeer je de katalysator. Maar dit stofje werkt niet in combinatie met ijzer. Nu proberen we hetzelfde via lichtinductie te bereiken. Een ander idee waarmee we spelen, is om carbenen en nitrenen te gebruiken als ‘cross­linker’ tussen polymeren, om op die manier verf te drogen.

Soms merk ik dat mijn werk toch lastig uit te leggen valt aan mensen van buiten de chemie, zoals mijn ouders. Maar omdat mijn vader vroeger huisschilder was, kan ik over dit project wel met hem in gesprek, en dat vind ik heel erg leuk. En het geeft toch ook wat extra voldoening als ik bedenk dat onze vinding straks wellicht gaat worden toegepast.’

Je staat bekend als open access-voorstander en tegelijkertijd was je eind 2018 een van de opstellers van een open brief waarin je je zorgen uitte rond het voorgenomen Plan S. Hoe sta je medio 2020 in deze discussie?

‘Open access vind ik inderdaad belangrijk. Maar waar ik sterk op tegen ben is het APC-, oftewel pay-to-publish-systeem, waarbij individuele auteurs moeten betalen om te mogen publiceren. Ik vind dat een perverse prikkel. Ook voor landen met minder geld die zo minder makkelijk aan het publicatiecircus kunnen meedoen. Het leek er toentertijd op dat NWO via Plan S hierop aanstuurde.

Die aanpak zou ten koste gaan van onze society journals (zoals die van de Royal Society of Chemistry (RSC), American Chemical Society (ACS) en Chemistry Europe, red.). Die journals opereren op globaal niveau, maar niet alle landen zijn aangesloten bij Plan S. Met een gedwongen overstap naar een APC-model schrijf je die journals dus haast direct uit de markt. En dat zou betekenen dat chemici zijn aangewezen op journals met een lagere impactfactor.

Inmiddels ben ik via de informele kanalen enigszins gerustgesteld dat zogenoemde big deals, zoals de VSNU die eerder al met onze society journals sloot, voorlopig zijn veiliggesteld. En dat betekent wel open access, geen author-faced APC. Het lijkt erop dat NWO inmiddels ook wel inziet dat deze big deals nog zo gek niet zijn. Maar ik ben er nog niet helemaal gerust op, want wat gaat er na 2024 gebeuren als de big deal-contracten aflopen? Ik blijf het dus op de voet volgen.’

En dan is er nog de mogelijkheid van preprint open access. Biologen (bioRxiv) en natuurkundigen (arXiv) maken hier al jaren gebruik van. Waarom zijn chemici zo laat aangehaakt?

‘Ik denk dat het ermee te maken heeft dat een groot aantal gebieden binnen de chemie, en met name de organische chemie, heel competitief zijn. Dat maakt dat onderzoekers heel lang bang zijn geweest om ‘gescooped’ te worden. Als ik het me goed herinner, is er ooit al een initiatief opgezet, maar dat faalde juist hierom.

In 2017 startten de society journals met ChemRxiv. Dit platform is vanaf het begin goed zichtbaar geweest, krijgt erkenning, er wordt ruchtbaarheid gegeven aan nieuwe preprints en elke preprint krijgt een doi (digital object identifier, red.), die aangeeft wanneer het werk voor het eerst verscheen. Dat maakt het ‘scoopen’ van hierop gepubliceerd werk moeilijk, volgens mij. De laatste zeven artikelen uit mijn lab heb ik allemaal eerst op ChemRxiv gezet. Het is natuurlijk een heel snelle manier om nieuw werk met de community te delen, maar voor mij is het belangrijkste voordeel dat ik er een eerste claim op kan leggen. Ik ben wel gecharmeerd van ChemRxiv.’

In 2015 riep de UvA je uit tot docent van het jaar. Wat heb je met lesgeven?

‘Onderzoek doen vind ik geweldig, maar het allermooiste van mijn baan is toch wel studenten en jonge onderzoekers enthousiasmeren. En als ik eerlijk ben, gebeurt dat minstens zo vaak andersom! Ik kan enorm genieten van de passie en de aanstekelijkheid waarmee zij aan de slag gaan, en zich steeds verder ontwikkelen tot zelfstandige onderzoekers. Er zijn van die momenten tijdens het lesgeven dat je hun ogen gewoon ziet glinsteren, omdat zij iets zo leuk vinden of op dat moment doorkrijgen hoe iets werkt.’

Hoe is het dan nu om online les te geven?

‘Door de coronacrisis heb ik mijn vuurdoop nu inderdaad binnen. Ik vind het verrassend goed gaan en tegelijkertijd mis ik toch echt die directe interactie met mijn studenten en het bord waarop ik gewoon even wat extra kan uitleggen. Ik wil dolgraag, en ik denk veel studenten met mij, terug de collegezaal in.’

En je colleges beperken zich niet tot de collegezalen in Amsterdam.

‘Klopt. Ik heb toevallig eind april een online­college opgenomen met als centrale vraag ‘Lusten vampiers blauw bloed?’ voor de open dagen van de UvA. Het is een chemisch verhaal rond porfyrines, metaalhoudende enzymen en allerlei andere aspecten van bloed, waarin ik ook mijn fascinatie voor vampiers heb verwerkt. Eerder verzorgde ik dit verhaal al voor kinderen in het kader van een kinderlezing bij wetenschapsmuseum NEMO.

Een deel van de lezing gaat over de oorsprong van de ziekte van Günther, waarbij mensen zeer gelijkende trekjes krijgen met vampiers. Kortom, zijn vampiers wel enkel een legende? Ik vind dit soort dingen heel erg leuk om te doen. Al is het wel eens lastig te combineren met mijn onderzoekswerk, omdat mooie verhalen voorbereiden nou eenmaal veel tijd kost. Dus soms moet ik even bij mezelf op de rem trappen.’

Meer weten over bloed en vampiers? Kijk het onlinecollege van Bas de Bruin via https://tinyurl.com/vampiercollege