Elektrokemi åbner vej til en bæredygtig kilde til sulfonamider for lægemiddelproducenter

Et forskerhold ved Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) i Tyskland har udviklet en helt ny, miljøvenlig elektrokemisk procedure til hurtig og billig fremstilling af sulfonamider. Sulfonamider bruges i mange lægemidler, herunder antibiotika og Viagra samt i agrokemikalier og farvestoffer, hvilket gør dem til en vigtig klasse af molekyler til den farmaceutiske og kemiske industri. Mens til dato, det har været nødvendigt at bruge ætsende kemikalier, høje temperaturer, og dyre metalkatalysatorer til fremstilling af sulfonamider, den nye metode kræver kun billigere udgangsmaterialer, elektrisk strøm, og stort set sikre opløsningsmidler. Forskerne rapporterede for nylig deres resultater i tidsskriftet Angewandte Chemie International Edition .

"Den konventionelle procedure kræver tre reaktionstrin, hvor hvert trin øger produktionsomkostningerne med en faktor på to til fem. Med den nye metode kun et reaktionstrin er nødvendigt. Det gør det let skalerbart, og det kan således anvendes i teknisk skala, " sagde professor Siegfried Waldvogel, leder af forskerteamet og talsmand for JGU's banebrydende SusInnoScience—Sustainable Chemistry as the Key to Innovation in Resource-efficient Science i det antropocæne forskningsinitiativ.

Udgangsmaterialerne for den nye reaktion er molekyler i stofklasserne aminer og aromater samt det forurenende svovldioxid, som er et affaldsprodukt fra mange industrielle processer. Træde i kræft, den nye metode gør det muligt at omdanne dette uønskede materiale til værdifulde produkter:Aminerne reagerer med svovldioxidet i opløsning, producerer amidosulfinat som et mellemprodukt. Dette gør oxygen og svovl tilgængelige for at reagere med de aromatiske molekyler, der allerede er blevet oxideret ved hjælp af en elektrisk strøm.

Imidlertid, det er nødvendigt at forhindre bindingsdannelsen af ​​ilten under denne proces. "Vi gør dette ved at bruge et passende opløsningsmiddel - og det er det virkelig smarte, " sagde Waldvogel. Opløsningsmidlet danner stærke hydrogenbindinger med oxygenatomerne, derved gør dem inaktive - og baner vejen for dannelsen af ​​de ønskede svovl-carbon-bindinger. Efter reaktionen, opløsningsmidlet kan omdestilleres og bruges igen. "Vores teknik med elektrokemisk produktion af sulfonamider repræsenterer en helt ny tilgang inden for kemi, som nu kan anvendes på en række andre reaktioner. I en vis forstand, vi åbnede en dør og fandt en række nye muligheder, " konkluderede Waldvogel, en af ​​verdens førende videnskabsmænd, der arbejder inden for elektrosyntese.