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.
«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
Фото на странице: Myriam Zilles / Unsplash
