Met een kopercomplex kun je efficiënt zuurstof op katalytisch wijze reduceren tot waterstofperoxide met ruim een miljoen turnovers per seconde, meldt een artikel in Angewandte Chemie.

Michiel Langerman en Dennis Hetterscheid van de Universiteit Leiden onderzochten de zuurstofreductiereactie (ORR) met behulp van het complex [Cu(tmpa)(L)]²⁺ (tmpa = tris(2-pyridylmethyl)amine, L = oplosmiddel). Dit complex imiteert een kopercentrum in redoxactieve metallo-enzymen, zoals bijvoorbeeld laccase. Specifiek zochten de onderzoekers naar katalytische snelheden en het katalytische mechanisme van de ORR, wat tot nu toe nog onbekend was.

Onder andere met foot-of-the-wave-analyse vonden Langerman en Hetterscheid een turnoverfrequentie van ongeveer 1,8 miljoen per seconde voor de homogene Cu-tmpa-katalysator in een neutrale fosfaatbuffer voor de omzetting van O₂ in H₂O₂.

In een eerdere publicatie stelden onderzoekers voor dat het proces via een dinucleair mechanisme zou verlopen. De Leidse onderzoekers vonden echter aanwijzingen voor een enkel nucleair mechanisme dat via een hydroperoxocomplex verloopt.

Het mooiste aan dit onderzoek is misschien dat ze een efficiënte katalysator voor H₂O₂-productie hebben gevonden. Tot nu toe maakt de industrie H₂O₂ met antrachinon in het zogenoemde (niet-katalytische) Riedl-Pfleiderer-proces, waarbij je een derivaat van antrachinon eerst reduceert met waterstof en vervolgens oxideert met zuurstof, waarbij tegelijkertijd H₂O₂ ontstaat. Met het Cu-tmpa-complex is er nu een efficiënt, snel en bovendien katalytisch alternatief voor de elektrochemische synthese van H₂O₂, zo besluit het artikel.