Химики из Тульского государственного университета предложили необычный способ получения молекул, необходимых для создания новых композиционных полимеров и лекарственных препаратов. Вместо привычных органических растворителей исследователи просто смешивали и растирали твердые вещества в ступке. Результат оказался настолько удачным, что некоторые соединения удалось получить именно благодаря отказу от жидкой среды.
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда и опубликована в журнале Sustainable Chemistry and Pharmacy:
Сокровище из шелухи
Исходным сырьем стали производные фурана — вещества, которые можно получать из растительных отходов, включая кукурузную шелуху, рисовую солому и древесную щепу. Такие источники рассматриваются как перспективная «зеленая» альтернатива нефтехимическому сырью.
Исследователи смешивали фурановые производные с азотсодержащими органическими соединениями и растирали их в сухом виде. Уже через 15 минут от 87% до 99% исходных веществ превращались в нужные продукты. При этом практически не образовывались побочные примеси, поэтому дополнительная очистка не потребовалась.
Самое интересное выяснилось позже. Некоторые полученные соединения оказались нестабильными именно в растворах: при традиционном синтезе они быстро вступали в нежелательные реакции и разрушались. «Сухой» метод позволил избежать этой проблемы и сохранить целевые продукты.
Старый прием, который оказался неожиданно современным
Хотя твердофазный синтез известен химикам уже не одно столетие, сегодня большинство реакций по привычке проводят в растворах. Однако тульская работа показывает, что старый метод может оказаться особенно полезным для получения сложных и капризных соединений. Более того, технология полностью соответствует принципам «зеленой» химии: растворители не используются вовсе, реакция проходит при комнатной температуре и не требует сложного оборудования.
Полученные азотсодержащие производные фурана содержат химические группы, которые позволяют использовать их как строительные блоки для новых полимерных материалов. В перспективе это может помочь создавать упаковку, композиты и вспомогательные компоненты лекарств на основе возобновляемого растительного сырья.
Проведение реакции без растворителя позволило избежать этой проблемы и эффективно получить целевые соединения.
Тема отказа от растворителей и создания новых полимерных материалов уже не раз появлялась на Hi-Tech Mail. Так мы недавно сообщили о том, что создан способ 3D-печати без растворителей. Он особенно интересен на фоне новой работы тульских ученых: оба исследования показывают, что отказ от растворителей способен не только снизить нагрузку на окружающую среду, но и улучшить свойства конечных материалов.
В другой статье Hi-Tech Mail рассказал о низкотемпературном синтезе первичных аминов с помощью «палладия под шубой».