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I processi catalitici, invece, riducono al minimo i sottoprodotti e spesso consentono l'uso di materiali di partenza rinnovabili, in linea con i principi della chimica verde. L'uso di catalizzatori eterogenei, che possono essere facilmente recuperati e riutilizzati, ha guadagnato terreno nella produzione di prodotti naturali biologicamente attivi. L'importanza della catalisi in questo settore risiede nella sua capacità di aumentare sia la resa che la selettività delle molecole target. Ad esempio, lo sviluppo di antibiotici, agenti antitumorali e farmaci antivirali spesso dipende dall'introduzione precisa di gruppi funzionali o stereocentri, che i metodi catalitici possono ottenere con notevole precisione. Il taxolo, un potente agente chemioterapico, ne è un esempio: la sua sintesi è stata ottimizzata utilizzando fasi catalitiche per migliorare la scalabilità e ridurre i costi. Oltre alla sintesi, la catalisi facilita lo studio di questi composti consentendo la rapida generazione di analoghi da testare, accelerando così la scoperta e lo sviluppo di farmaci. Questa interazione tra sintesi e studio sottolinea il duplice ruolo della catalisi come strumento pratico e strumento scientifico.