La sintesi biomimetica è un metodo che mira a produrre molecole imitando una sintesi biologica elaborata negli organismi viventi. L’obiettivo finale è sviluppare tecniche e processi di sintesi per ottenere nuovi materiali con proprietà simili o migliori di quelli biologici esistenti in natura, o sintetizzare materiali con proprietà specificamente desiderate utilizzando quelli naturali esistenti.
Questa metodologia sintetica sta riscuotendo un grande interesse in numerosi campi ed è considerata una nuova frontiera della chimica nel ventunesimo secolo.
Gli albori della sintesi biomimetica risalgono al 1917, quando il chimico inglese Sir Robert Robinson pubblicò una rivoluzionaria sintesi del tropinone. Egli fece reagire l’acido succinico, la metilammina e l’acido 3-ossoglutarico per ottenere il tropinone, un prodotto naturale che è il precursore dell’atropina. La sintesi biomimetica di prodotti naturali si è evoluta in una delle direzioni di ricerca più popolari nella sintesi organica.
L’ossidazione catalitica di composti organici svolge un ruolo importante nei processi industriali e vi è una crescente domanda di metodologie efficienti, economiche e rispettose dell’ambiente. Una risposta a questa esigenza è fornita da reazioni redox che formano una catena di trasporto di elettroni utilizzando ossigeno e perossido di idrogeno. Questo metodo è detto biomimetico perché simula la respirazione aerobica e consente di ottenere ossidazioni di alcoli, ammine e reazioni di acetilazione.
Le reazioni biomimetiche costituiscono una metodologia in grado di sviluppare vari prodotti nei campi più svariati e aprono nuovi orizzonti nella scienza dei materiali, medicina rigenerativa e ingegneria biomedica per il trattamento di varie malattie e disturbi congeniti. Inoltre, questo approccio divide l’alta barriera energetica in molte barriere energetiche più basse, che possono essere raggiunte in sequenza con il vantaggio di lavorare in condizioni più blande. Questo esempio mostra come la coppia NAD+/NADH, unitamente alla deidrogenasi, agisca come catalizzatore al posto di metalli di transizione come palladio o rutenio.