Химики упростили синтез амидов, что может сделать препарат для лимфомы дешевле в сотни раз
Ученые НИУ ВШЭ и ИНЭОС РАН разработали новый метод синтеза амидов — соединений, важных для производства лекарств. Они использовали рутениевый катализатор и угарный газ при точно подобранных параметрах реакции, что позволило получать целевой продукт без побочных отходов и сложных стадий очистки. Метод уже протестировали на синтезе ключевого компонента вориностата — препарата для терапии Т-клеточной лимфомы. Благодаря этому подходу стоимость препарата может снизиться в сотни раз.
Исследование опубликовано в Journal of Catalysis. Исследование выполнено при поддержке РНФ. Амидная связь — одна из ключевых в химии, она образуется при формировании белков и пептидов в результате реакции между α-аминогруппой одной аминокислоты и α-карбоксильной группой другой. Связь встречается в лекарственных субстанциях, используемых для производства препаратов, и многих других соединениях, важных для медицины и материаловедения. Однако ее синтез до сих пор связан с рядом сложностей: традиционные методы требуют многоступенчатых реакций, токсичных реагентов и приводят к образованию отходов, которые нужно утилизировать.
Химики НИУ ВШЭ и ИНЭОС РАН предложили альтернативу: синтез, в котором нитроарены — ароматические соединения с нитрогруппой (-NO₂), используемые в промышленности, превращаются в амиды в один этап. Реакция проходит без побочных продуктов и с высокой эффективностью. Ключевым элементом методики стал катализатор — кластерное рутениевое соединение Ru₃(CO)₁₂, которое ускоряет реакцию и позволяет проводить ее при рекордно низком содержании металла — всего 16 ppm.
«Это означает, что на миллион молекул реагента приходится всего 16 молекул катализатора. Фактически мы используем катализатора в 62 500 раз меньше, чем продукта», — комментирует студент факультета химии НИУ ВШЭ Михаил Лосев.
Важную роль в реакции играет также восстановитель — вещество, которое отдает электроны другим молекулам, изменяя их структуру. В данном методе таким восстановителем служит угарный газ (CO), который помогает превращать нитроарены в амиды без использования дополнительных реагентов. Традиционно угарный газ считается опасным побочным продуктом, однако ученые показали, что его можно использовать в качестве удобного реагента в химическом синтезе. Благодаря этому процесс стал экологичнее и эффективнее: реакция проходит без образования твердых отходов, а полученные соединения не требуют сложной очистки.
Обычно амиды получают в несколько шагов. Сначала нитроарены превращают в анилины, затем карбоновую кислоту делают более химически активной, используя хлорангидриды или карбодиимиды. И только после этого анилины соединяют с кислотами, чтобы образовать амиды.
«В традиционных методах синтеза амидов на каждом этапе приходилось добавлять новые реагенты, что усложняло процесс очистки и приводило к образованию отходов. Нам удалось обойти эти сложности: реакция идет за один шаг, без лишних веществ и побочных продуктов, а полученный продукт в ряде случаев не нуждается в дополнительной очистке», — рассказывает профессор базовой кафедры элементоорганической химии Института элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН факультета химии НИУ ВШЭ Денис Чусов.
Ученые исследовали, как меняется скорость реакции и какие факторы на это влияют (концентрация веществ, температура и катализаторы). Выяснилось, что вначале скорость зависит от концентрации нитроарена, так как дальнейшая реакция анилина с кислотой активирует процесс. Затем главным ограничением скорости становится регенерация воды, необходимой для восстановления исходного нитроарена. Эти данные позволили не только повысить выход продукта, но и адаптировать метод для промышленного применения.
«Мы протестировали метод на синтезе ключевого компонента вориностата — лекарственного средства для терапии Т-клеточной лимфомы, — отмечает Михаил Лосев. — Наш подход позволил получить соединение с чистотой 99% без дополнительной очистки и при этом сократить объем отходов в десятки раз. По нашим оценкам, себестоимость препарата при использовании такого синтеза может снизиться до менее чем одного доллара за грамм, при том что текущая стоимость вориностата у основных поставщиков может достигать нескольких сотен долларов за грамм».
Telegram 
Дзен 
VK Крупные травоядные утконосые майазавры известны своим развитым социальным поведением. Они жили семьями и строили гнезда для своих детенышей. Даже название вида переводится с греческого языка как «ящер — хорошая мать». Исследование окаменелых зубов майазавров показало, что они выращивали детенышей совсем не так, как это считалось типичным для животных глубокой древности.
Десятого мая 1940 года вермахт пришел в движение. Через 42 суток англо-французские армии были разгромлены, а Франция капитулировала. Как это произошло, ведь союзники имели больше солдат, танков и пушек, чем немцы? В СССР причиной посчитали нежелание французов воевать, немцы же, говорили советские военные, не внесли в стратегию ничего нового. Реальность была строго обратной: разгром Франции был новым словом в войне, и такой же сценарий Гитлер применил против СССР через год. Что именно произошло и отчего советское руководство не смогло осознать случившееся?
Римская империя господствовала в Британии на протяжении приблизительно четырех веков. За это время римляне сильно повлияли на местное население: строили города, внедряли новые законы, развивали торговлю и меняли образ жизни. Однако авторы нового исследования выяснили, что вопреки распространенному мнению, генетический вклад как римлян, так и викингов в население Британских островов был на удивление слабым. Гораздо большее влияние на происхождение современных британцев оказали более поздние миграции англосаксов.
Нейробиологи СПбГУ продемонстрировали, что активация рецептора следовых аминов TAAR1 эффективно подавляет агрессивное поведение, вызванное полным отсутствием серотонина в мозге. В дальнейшем этот результат поможет в разработке лекарственных препаратов, направленных на коррекцию патологических форм агрессии, возникающих при посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР) и шизофрении.
Крупные травоядные утконосые майазавры известны своим развитым социальным поведением. Они жили семьями и строили гнезда для своих детенышей. Даже название вида переводится с греческого языка как «ящер — хорошая мать». Исследование окаменелых зубов майазавров показало, что они выращивали детенышей совсем не так, как это считалось типичным для животных глубокой древности.
Астрономы впервые использовали гравитационные волны, чтобы косвенно оценить параметры одного из ключевых процессов термоядерного горения в массивных светилах. Именно от него зависит, какие звезды взрываются, какие превращаются в черные дыры и как во Вселенной появляются углерод и кислород — элементы, без которых не было бы ни планет, ни жизни.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Химические связи в материале, из которого сделана электроника, разрываются не из-за накопительного износа от протекания тока через них, а из-за электронов с конкретной энергией.
Термоядерные электростанции не смогут конкурировать по цене с возобновляемыми источниками энергии из-за медленного удешевления технологии. По расчетам, расходы на каждую новую установку падали максимум на 8% — много раз ниже ранних ожиданий венчурных инвесторов. Это перечеркивает экономический смысл финансовых вливаний, и мир может никогда не увидеть дешевой термоядерной энергии.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно