Металлический элемент самарий, соединяясь с другими элементами, является невероятно полезным химическим реагентом для синтеза молекул, которые могут привести к созданию новых фармацевтических препаратов. Обнаруженный в русской шахте в 1879 году, элемент был назван в честь минерала, в котором он был найден, под названием самарскит, который был назван в честь русского горного инженера Василия Самарского-Быховца. Наиболее распространенным реактивомтявляется дийодид самария, который состоит из одного атома самария и двух атомов элемента йода.
Однако масштабирование этого универсального реагента до количеств, достаточных для использования в промышленных условиях, оказалось непростой задачей. «Реагент чувствителен к воздуху, поэтому часто приходится готовить раствор свежим, непосредственно перед реакцией. Нам необходимо использовать большие количества этого вещества даже в небольших реакциях, поэтому оно не подходит для проведения реакций в промышленных масштабах», – говорит аспирант Калтеха Чункеун Шин, автор работы.
Как сообщается в выпуске журнала Science, химикам Калтеха удалось решить эту загадку масштабирования. Их решение позволяет реагенту дийодида самария, по сути, перерабатываться для повторного использования в одной реакции, что означает отсутствие необходимости в больших количествах растворителей и новых препаратах.
«Дийодид самария использовался в научных кругах для синтеза натуральных продуктов, таких как таксол, противораковое средство, но этот реагент не подходит для создания подобных продуктов в промышленных масштабах. Прорыв заключается в том, что теперь мы можем перевести некоторые из этих интересных реакций в плоскость разработки процессов или открытий», – говорит Райзман, соавтор работы.
Реагент часто оказывается с очень прочной связью самарий-кислород, которую трудно разорвать. Другими словами, кислородная связь заводит реакцию в тупик. «Как будто самариевый реагент становится ленивым, сидит на диване и не хочет работать. Ему очень комфортно в этом состоянии, и он хочет оставаться таким. Поэтому мы экспериментировали с различными кислотами, чтобы расщепить связь самарий-кислород и вернуть реагент к работе», – говорит Шин.
Предыдущие попытки разорвать эту связь требовали использования жестких химических веществ. В новом исследовании ученые смогли расщепить ее с помощью мягкой кислоты, которая более практична для масштабных реакций. Кислота подводит протон к связанному кислороду, который превращается в спирт и освобождает самарий.
[Фото: Caltech / Chungkeun Shin]
