Специалисты Высшей школы экономики совместно с Институтом элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН выяснили, что эффективность производства успокоительных лекарств можно повысить примерно в 2,5 раза, если добавить фторидную добавку к катализатору на базе никеля и брома, который применяется для синтеза основы препаратов. Об этом говорится в пресс-службе НИУ ВШЭ. Соответствующие результаты опубликованы в The Journal of Organic Chemistry.
Фторидная добавка меняет поведение катализатора реакции: увеличивается общее количество продукта (выход реакции), а доля полезного изомера растет (энантиомерный избыток). Благодаря чему при том же расходе сырья образовывается больше оптически чистого продукта.
«Есть несколько подходов к тому, как повлиять на течение химической реакции. Можно усложнить сам катализатор, но это приведет к необходимости менять процесс производства, технологические карты и перестраивать заводы. Второй вариант — найти подходящую добавку, способную повлиять на катализатор. При таком подходе изменение производства будет недорогим — достаточно всего лишь «посолить», что выгодно для промышленности», — поясняет один из авторов статьи, студент факультета химии НИУ ВШЭ Федор Клюев.
Органические молекулы имеют зеркально симметричные структуры, как правая и левая руки человека. Это называется изомерией, а соединения — энантиомерами. Их физические и химические свойства не различаются, в отличие от биологической активности молекул. Эти свойства необходимо учитывать при изготовлении лекарств, в составе которых несколько оптических изомеров. Потому что одна форма изомера может обладать лечебными свойствами, в то время как вторая — вредными. Например, в 1957 г. американский препарат талидомид назначали беременным женщинам как успокоительное, снотворное, а также средство от утренней тошноты. При своих полезных свойствах лекарство приводило к дефектам развития плода.
Поэтому ученые пытаются получить только один «полезный» изомер с необходимой конфигурацией атомов. Энантиомерный избыток показывает в процентах, насколько больше образуется одного изомера по сравнению с другим. И чем выше процент, тем чище продукт.
Российские ученые разработали подход, который позволяет значительно повысить эффективность производства одного из самых широко используемых классов подобных молекул, построенных на базе соединений гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК). «Ряд производных соединений ГАМК входят в состав лекарств, например фенибута и баклофена — средства от психических расстройств (тревожности, бессонницы и т.д.). Производные могут существовать в виде оптических изомеров, поэтому синтез нужно проводить селективно и создавать преимущественно один изомер. Для этого во время синтеза молекулы, помимо стандартного катализатора из комплекса бромида никеля и диимина, химики использовали фторидную добавку», — сказано в сообщении пресс-службы ВШЭ.
Изменение показателей реакции после активации фторидной добавкой
The Journal of Organic Chemistry
«В рамках исследования удалось получить принципиальное доказательство, что предложенная нами стратегия для активации катализаторов фторидами работает. Мы надеемся, что такой простой подход заметят и будут применять для других типов катализаторов и реакций, как в лабораторных синтезах, так и в промышленности», — комментирует профессор, заведующий базовой кафедры элементоорганической химии Института элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН Денис Чусов.
Информация предоставлена пресс-службой НИУ ВШЭ.
Источник: scientificrussia.ru