Mangan gør sit præg i stofsyntese

Bare fordi du har løst en stående kemi-udfordring, betyder det ikke, at du ikke kan gøre det bedre. Forskere fra Rice University havde det i tankerne, da de satte sig for at forbedre deres teknik til at lave en fælles byggesten til stoffer.

Riskemiker Julian West og kandidatstuderende Yen-Chu Lu fandt ud af, at et jordrigt salt af mangan yderligere forenkler processen med at syntetisere fluorketoner, precursormolekyler til lægemiddeldesign og fremstilling.

Den komplekse metode krævede katalysatorer af dyrt sølv, indtil West-laboratoriet fandt ud af, hvordan man erstattede det med en cerium-baseret forbindelse. Det førte til gengæld forskerne til at se mangan som en næste-niveau katalysator.

Laboratoriet rapporterede sine resultater i tidsskriftet American Chemical Society ACS katalyse .

Vedhæftning af negativt ladede fluoratomer til ketoner, biologiske forbindelser med en række forskellige strukturer, hjælper med at lede de funktionelle grupper mod ønskede reaktioner, når de anvendes i anticancer og andre forbindelser, sagde West. Han bemærkede i den tidligere undersøgelse, at udskiftning af brintatomer med fluor "er som panserplettering i den position" og hjælper lægemidler med at holde længere i kroppen.

Mangan har flere fordele i forhold til cerium, West sagde, og ikke kun for dens lette tilgængelighed og lave omkostninger.

"Mængden af ​​produkt, vi fik med cerium, var god, men for at det skal virke, vi skulle bruge lige så meget cerium som udgangsmateriale, sagde West, en adjunkt i kemi. "Med mangan, vi krævede mindre end en tiendedel så meget katalysator – og endnu vigtigere, det virker bare bedre. Vi vil hellere bruge en spormængde af katalysator for at spare på materialeomkostningerne og forenkle oprensningen."

Og mens cerium var i stand til at fremme reaktioner med relativ effektivitet, det var i det væsentlige en-og-færdig.

Cerium kan genbruges til genbrug som katalysator, men det kræver en vanskelig reoxidation. Det viste sig at være meget nemmere med mangansalte. "Yen-Chu fandt det reagens, vi bruger, Selectfluor, reoxiderer manganet nok til at reagere igen og igen, " han sagde.

Mangan er også billigt nok til, at genanvendelse af materialet måske ikke er omkostningseffektivt for producenter, sagde West.

Den eneste ulempe, han sagde, er, at mangan-aktiverede reaktioner kan tage flere timer at producere en batch af molekyler i modsætning til den halve time eller deromkring, som cerium har brug for. Men selv den begrænsning burde ikke være nogen hindring på grund af de relative omkostninger, han sagde.

"Efter vores opfattelse det er en fair afvejning, fordi du reducerer mængden af ​​reagenser, du skal tilføje, og får mere af den forbindelse, du ønsker, " sagde West.

Han sagde, at head-to-head sammenligninger med sølvkatalysatorer viste, at mangan leverede flere produktmolekyler med halvdelen af ​​mængden af ​​katalysator. "Så jeg tror, ​​vi er ved at nå den nyeste katalyse med denne reaktion."