Har du travlt med at udvikle medicin? Her er din chat

Lad os kalde det Texas to-trin, men for molekyler.

Rice University-forskere har udviklet en metode til at reducere alkener, molekyler, der bruges til at forenkle syntese, til mere nyttige mellemprodukter til lægemidler og andre forbindelser via en dobbeltkatalysatorteknik kendt som kooperativ hydrogenatomoverførsel, eller CHAT.

Processen muliggør hydrogenering af alkener, carbonhydrider, der indeholder en carbon-carbon dobbeltbinding, på en enklere og mere miljøvenlig måde.

Arbejdet af Rice kemiker Julian West og postdoc-forsker Padmanabha Kattamuri er detaljeret i Journal of the American Chemical Society .

I hvert trin, en katalysator bidrager med en enkelt elektron og en proton. CHAT twist er, at begge reaktioner sker i en synergistisk proces, den anden katalysator tager over, så snart den første er færdig.

"Den grundlæggende reaktion ved hydrogenering er super nyttig til at lave molekyler, sagde West, som sluttede sig til Rice sidste år med finansiering fra Cancer Prevention and Research Institute of Texas (CPRIT). "Der er nogle få elementer, der er rigtig gode til det her, og kan lave mange forskellige transformationer, men de er meget dyre og ikke de mest bæredygtige."

Fordi cHAT anvender jordrige jern og svovl som katalysatorer, det koster langt mindre end industristandardmetoder, der er afhængige af dyre ædelmetaller som platin, palladium, guld og sølv, samt brintgas og oxiderende reagenser, der skaber giftigt affald.

Målet er at gøre brintatomer mere tilgængelige til at reagere med andre valgte molekyler for at danne nye forbindelser. cHAT-processen anvender ingen tilsatte oxidanter, arbejder med en række forskellige substrater og er meget skalerbar. Dual-katalysator tilgangen tjener også til at producere hydrogeneringsdiastereomerer, eller en anden form af det samme produktmolekyle, som ikke kan laves med ædelmetaller.

West brugte en baseball-analogi til at beskrive cHAT. "Hvis du husker 'Moneyball, ' du ved, at i stedet for at prøve at ansætte en superstjerne, der kan alt, men er virkelig dyr, det er bedre at få nogle få spillere og få dem til at arbejde sammen for at opnå en lignende transformation, " han sagde.

"Desuden, gennem teamwork, vi introducerede en strategi for også at få os til nye varianter af vores produkter, " sagde West. "Ved at kombinere smudsbilligt jern med en organisk svovlforbindelse, vi var i stand til at samle en flot win-win. Jernkatalysatoren styrker processen ved at give den et brintatom, og kommer af vejen. Så kan svovlen komme ind og give den den anden."

Han bemærkede brændbar brintgas er et almindeligt reagens i industriel hydrogenering. "Vores proces bruger denne enkle, bænkstabilt reagens, phenylsilan, som brintkilde, " sagde West. "Vi tilføjer det bare til ethanol med både katalysatorer og alken. Og ethanol er også et grønt opløsningsmiddel.

"Og når du laver stoffer på tonskalaen, vil du gerne undgå at generere tonsvis af giftigt opløsningsmiddelaffald, " sagde han. "Det er noget, man skal undgå for enhver pris. Så dette kan være en stor gevinst for medicinalvirksomheder."

Han sagde, at hans laboratorium arbejder på at konfigurere sine katalysatorer til at producere en række produkter. "Det ville give os en masse kemisk kompleksitet og mangfoldighed fra et enkelt udgangsmateriale, " sagde West. "Vi vil gerne vide, om vi kan udøve dette høje niveau af kontrol over processen."