Химики Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики» (НИУ ВШЭ) совместно с Институтом элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН (ИНЭОС РАН) разработали новый, более простой и экологичный метод синтеза амидов — ключевых соединений для производства многих лекарственных препаратов. Предложенная технология позволяет получать целевой продукт без побочных отходов и сложных стадий очистки благодаря использованию рутениевого катализатора и угарного газа при точно подобранных параметрах реакции.
Амидная связь играет важнейшую роль в химии, участвуя в формировании белков и пептидов, а также входя в состав множества лекарственных средств и материалов. Однако традиционные методы синтеза амидов являются многоступенчатыми, требуют применения токсичных реагентов и приводят к образованию отходов.
Новый подход, разработанный учеными НИУ ВШЭ и ИНЭОС РАН, предлагает одноэтапное превращение нитроаренов в амиды. Реакция проходит без образования побочных продуктов и отличается высокой эффективностью. Ключевую роль в методике играет кластерное рутениевое соединение Ru₃(CO)₁₂, выступающее в качестве катализатора. Уникальность метода заключается в рекордно низком содержании катализатора — всего 16 ppm, что означает использование в 62500 раз меньше катализатора, чем продукта.
В качестве восстановителя в реакции используется угарный газ (CO), который традиционно считается опасным побочным продуктом. Однако ученые продемонстрировали его эффективность в качестве удобного реагента, что делает процесс более экологичным и исключает образование твердых отходов. Полученные соединения в большинстве случаев не требуют сложной очистки.
«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», — отмечает профессор базовой кафедры элементоорганической химии Института элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН факультета химии НИУ ВШЭ Денис Чусов.
Новый метод был успешно протестирован на синтезе ключевого компонента вориностата — препарата, используемого для терапии Т-клеточной лимфомы. Полученное соединение обладало чистотой 99% без дополнительной очистки, а объем отходов сократился в десятки раз. По оценкам ученых, использование данного метода позволит снизить себестоимость вориностата до менее чем 1 доллара за грамм, в то время как текущая рыночная цена может достигать нескольких сотен долларов за грамм.
Исследование, выполненное при поддержке Российского научного фонда (РНФ), опубликовано в журнале Journal of Catalysis. Полученные результаты не только представляют значительный шаг вперед в области химического синтеза, но и открывают перспективы для существенного удешевления производства лекарственных средств с амидной группой.
Статья подготовлена на основе информации, опубликованной на сайте НИУ ВШЭ.
