Kemiker skaber katalysator til at producere anti-mygstoffer

En kemiker fra RUDN University har udviklet en katalysator til produktion af eugenolacetat, et stof, der ødelægger myggens larver, der overfører farlige sygdomme. Artiklen blev offentliggjort i tidsskriftet Materialer .

Aedes aegypti -myg (gul febermyg) kan bære Zika -virus, gul feber, chikungunya og denguefeber. Op til 20 procent af patienterne med gul feber dør, selvom der er en vaccine. Der er ingen kur eller vaccine mod Zika -virus eller denguefeber. Derfor, ødelæggelse af bærere er den eneste effektive metode til bekæmpelse af spredning af sygdomme. Det er lettere at dræbe myg på larvestadiet, så et effektivt og overkommeligt lægemiddel mod larver, såsom eugenolacetat, for alvor kan hjælpe menneskeheden. Eugenol er hovedkomponenten i acetyleringsreaktionen, hentet fra fed olie. Imidlertid, det er ikke let at syntetisere rent eugenolacetat uden urenheder og med et højt indhold af målproduktet (op til 90 procent). Dette skyldes, at der endnu ikke er skabt katalysatorer, der er egnede til en sådan syntese, og der er ingen ikke-katalytiske metoder til fremstilling af eugenolacetat. Udbyttet af eugenolacetat i de reaktioner, der anvendes i industrien, er kun 20 til 30 procent.

RUDN -kemiker Rafael Luque har udviklet en ny katalysator til eugenolacetylering for at løse dette problem. Kemikerne sikrede, at katalysatoren kan fjernes fra reaktionszonen og genbruges. Ud over, temperaturen og reaktionstiden er lav, mens udbyttet af målproduktet er højt.

I den første fase, kemikerne analyserede ulemperne ved eksisterende metoder til syntese af eugenolacetat. Homogen katalyse med mineralsyrer kan anvendes til acetylering af eugenol. Men denne metode tillader ikke blot adskillelse af katalysatoren fra reaktionsprodukterne. Med homogen katalyse, delvis opløsning af reaktoren i syre er også mulig, hvilket fører til kontaminering af opløsningen. En anden metode er baseret på brugen af ​​biokatalysatorer. De gør det muligt at opnå et udbytte på mere end 90 procent af eugenolacetat og er miljøvenlige. Imidlertid, syntesen af ​​biokatalysatorer er besværlig og dyr, og genbrug af sådanne katalysatorer er næsten umulig. Dette gør brugen af ​​biokatalysatorer for dyr.

RUDN -kemikerne foreslog at skabe en heterogen katalysator, hvor det aktive stof, heteropolinsyre, påføres en neutral fast bærer. Heteropolysyrer er derivater af iltsyrer, hvor iltioner helt eller delvist erstattes af syrerester af andre syrer. Heteropolysyrer har en større katalytisk aktivitet end mineralsyrer, og, i modsætning til mineralsyrer, de producerer ikke bivirkninger, der forurener opløsningen. Kemikerne har foreslået, at heterogene katalysatorer, bestående af flere komponenter, kan være den optimale løsning, da den faste katalysator og stoffet i opløsningen er i forskellige faser, og det er ikke svært at adskille dem.

For en heterogen katalysatorsyntese, kemikerne påførte en heteropolysyre på en fast bærer - mesoporøst aluminosilikat (AlSiM). Dette er et meget porøst stof med et stort overfladeareal (op til 1000 m ² /g) og cylindriske porer af samme størrelse. Til sin produktion, TEOS (tetraethoxysilan), en giftig og dyr komponent, bruges oftest som kilde til silicium. Rafael Luque og hans kolleger viste, at i stedet for TEOS, du kan bruge siliciumrig naturlig kaolin, som normalt går til spilde i udviklingen af ​​aflejringer. Anvendelsen af ​​kaolin til opnåelse af AlSiM vil reducere produktionsomkostningerne for katalysatorbæreren betydeligt og reducere den negative miljøpåvirkning.

Den nye katalysator fjernes let fra reaktionszonen og bevarer sin aktivitet, selv efter flere gentagne cyklusser, tillader, at reaktionen udføres hurtigt og uden urenheder, har høj stabilitet og relativt lave omkostninger sammenlignet med biokatalysatorer. Produktudbyttet udgjorde 99,9 procent. Med gentagne cyklusser, udbyttet ændres lidt, og selv efter femte cyklus kommer det ud med 90 procent. Katalysatoren kan anbefales til industriel produktion af eugenolacetat.