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 Качественное дошкольное образование закладывает прочный фундамент успехов на долгие годы вперёд — вплоть до выпускного класса. Двадцатилетнее исследование показало, что дети, которые в возрасте четырех лет перед поступлением в школу посещали бесплатные государственные подготовительные классы, учатся существенно лучше сверстников, посещавших обычные детские сады с упором на простой присмотр или оставшихся на домашнем воспитании.
Молодая женщина, возвращения которой из мертвых местное общество, по-видимому, сильно опасалось, имела скандинавские корни и поэтому могла считаться чужестранкой, предположили авторы нового исследования. Ученые также смогли установить много других интересных подробностей о жизни и смерти девушки.
Эксперимент физиков из ЦЕРН позволил рассмотреть поведение глюонов внутри атомных ядер с беспрецедентной точностью. При сверхвысоких плотностях эти элементарные частицы переставали размножаться и начинали объединяться. Это помогло найти подтверждение теории «глюонного насыщения», а не принятого «ядерного затенения» для определенного диапазона сверхвысоких энергий.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Эксперимент физиков из ЦЕРН позволил рассмотреть поведение глюонов внутри атомных ядер с беспрецедентной точностью. При сверхвысоких плотностях эти элементарные частицы переставали размножаться и начинали объединяться. Это помогло найти подтверждение теории «глюонного насыщения», а не принятого «ядерного затенения» для определенного диапазона сверхвысоких энергий.
Со стороны профессия летчика-испытателя часто выглядит как череда опасных полетов, требующих бесстрашия и способности мгновенно импровизировать. В действительности ее основу составляют методика, дисциплина, технические знания и умение честно рассказать о каждой особенности машины. Его задача — не просто поднять самолет в воздух, но и понять, насколько точно он выполняет команды, предсказуемо ли ведет себя на сложных режимах и какие изменения необходимо внести в конструкцию или систему управления.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Очереди на заправках стали привычным явлением в России, а на фоне информационного вакуума от властей о конкретных показателях производства бензина в июне население вынуждено ориентироваться на слухи. Все это выглядит довольно странно, но есть нюанс: скорее всего, кризис уже начинает выдыхаться. Как именно мы это выяснили?
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