Zeolieten zetten glucose om in fructose op ongeveer dezelfde manier als enzymen dat doen. Nuttig om te weten wanneer je die zeolieten op industriële schaal wilt gaan inzetten, meldt Caltech-onderzoeker Mark Davis in PNAS.

Dat er zeolieten bestaan die dergelijke suiker-isomerisatiereacties kunnen katalyseren, had Davis al eerder ontdekt. Het betreft een hydrofobe, siliciumrijke en aluminiumarme variant die bekend staat als ‘zeolite beta’. Essentieel is dat hij niet helemaal zuiver is, maar hier en daar een metaalkern bevat die reageert als een Lewiszuur. Met name tin vervult deze rol uitstekend, titanium iets minder.

Met behulp van onder meer NMR hebben Davis en collega’s nu kunnen vaststellen dat de isomerisatie begint met het openknippen van de zesringstructuur van glucose. Vervolgens wordt onder invloed van het Lewiszuur een waterstofkern één positie opgeschoven. Als de ring zich dan weer sluit, krijg je van zelf de vijfring die karakteristiek is voor fructose.

Voor zover bekend werken de metaalhoudende isomerase-enzymen, die nu nog voor die omzetting worden gebruikt, in feite precies zo.

De zeoliet heeft echter het voordeel dat hij temperaturen en pH’s overleeft die voor zo’n enzym meteen fataal zouden zijn. Dat maakt het gemakkelijker om de isomerisatie te combineren met andere reacties. Davis heeft al eens laten zien dat je dankzij zo’n zeoliet de omzetting van zetmeel in 5-hydroxymethylfurfural kunt laten verlopen in één reactor, waarbij de resterende stappen door een Brönstedzuur worden gekatalyseerd.

bron: PNAS