Химик РУДН предложил, как использовать переходные металлы в фармацевтике

Переходные металлы — элементы побочных подгрупп таблицы Менделеева. Они могут формировать комплексные соединения, которые служат катализаторами и стимулируют течение химических реакций для получения 80% необходимых в промышленности соединений. Однако в более «тонкой» химии, например, в фармацевтике, комплексы переходных металлов не используют, хотя их разнообразие могло бы продвинуть эту область вперед. Дело в том, что стабильность большинства комплексов переходных металлов ограничена — металлы могут вымываться из соединений и загрязнять конечный продукт. Химик РУДН вместе с коллегами из Испании и Италии выделил способы решения этой проблемы.

«Мы предлагаем критический обзор вопроса как со стороны промышленности и технологий, так и с экономической стороны. Выводы помогут создавать инновационные катализаторы для индустрии и для исследовательских целей», — Рафаэль Луке, PhD, руководитель научного центра «Молекулярный дизайн и синтез инновационных соединений для медицины» РУДН.

Химики проанализировали существующие методы и пришли к выводу, что переходные металлы смогут использоваться в фармацевтике благодаря двум направлениям — проточной химии и металлическим катализаторам нового поколения. Проточная химия — новая область в химии гетерогенного катализа. При этом подходе твердые частицы катализатора «обездвижены», а жидкие реагенты постоянно, как на конвейере, проходят мимо них и претерпевают преобразования. Независимо от разновидности катализатора, частицы — будь то атомы, ферменты или комплексы переходных металлов — можно закрепить на подложке. Если такая конструкция будет стабильной, то поток будет увлекать за собой продукты реакции, а частицы катализатора останутся на носителе и не станут загрязнять итоговые вещества. Это послужит развитию промышленных применений, которые в фармацевтике и других областях тонкой химии не удавалось масштабировать около столетия.

Химики привели в пример китайских коллег, которые использовали в синтезе циклобутанов гетерогенный катализатор в виде нитрида углерода в смеси со стеклянными шариками. Им удалось получить 81%-ый выход продуктов реакции при комнатной температуре. В другой работе химики из Великобритании и Индии использовали для промышленного синтеза ферментов гетерогенный катализатор и проточный реактор. В этом эксперименте высокую продуктивность удалось сохранять около 30 часов.

«С объединением проточной химии и новейших металлических катализаторов на подложке ситуация быстро изменится. Этот подход сможет получить повсеместное распространение, как и применение гетерогенных металлических наночастиц», — Рафаэль Луке, PhD, руководитель научного центра «Молекулярный дизайн и синтез инновационных соединений для медицины» РУДН.

Результаты опубликованы в журнале Green Energy & Environment.