锰在药物合成中占有重要地位
休斯顿-(2021年10月5日)-仅仅因为你解决了一个长期存在的化学挑战,并不意味着你不能让它变得更好。莱斯大学的科学家们在着手改进技术以制造药物的共同成分时就考虑到了这一点。
水稻化学家Julian West和研究生Yan-Chu Lu发现一种地球上丰富的锰盐进一步简化了氟酮的合成过程,氟酮是药物设计和制造的前体分子。
这种复杂的方法需要昂贵的银催化剂,直到West实验室想出了如何用铈基化合物取代它。这反过来又促使研究人员将眼锰作为下一级催化剂。
该实验室将其结果发表在美国化学学会期刊《ACS Catalysis》上。
韦斯特说,将带负电荷的氟原子与酮(具有多种结构的生物化合物)连接起来,有助于引导功能基团朝着预期的反应方向,用于抗癌和其他化合物。他在之前的研究中指出,用氟取代氢原子“就像在那个位置镀上一层装甲”,有助于药物在体内持续更久。
韦斯特说,与铈相比,锰有几个优势,不仅仅是因为容易获得和成本低。
化学助理教授韦斯特说:“我们用铈制成的产品数量很好,但要想让它发挥作用,我们必须使用和原始材料一样多的铈。”“对于锰,我们只需要不到十分之一的催化剂——更重要的是,它的性能更好。我们宁愿使用少量的催化剂,以节省材料成本和简化净化。”
虽然铈能够相对有效地促进反应,但它基本上是一次性的。
铈可以回收再利用作为催化剂,但它需要一个困难的再氧化。事实证明,用锰盐就容易得多。“Yen-Chu发现了我们使用的试剂,Selectfluor,能够将锰氧化到足以一次又一次地发生反应,”他说。
韦斯特说,锰也足够便宜,对制造商来说,回收这种材料可能不划算。
他说,唯一的缺点是,以锰为基础的反应需要几个小时才能产生一批分子,而铈需要大约半个小时。但他说,考虑到相对成本,即便是这种限制也不应该成为障碍。
“在我们看来,这是一个公平的权衡,因为你减少了你需要添加的试剂的数量,得到了你想要的更多的化合物,”韦斯特说。
他说,与银催化剂的正面比较证明,锰提供了更多的产品分子,但催化剂的数量只有一半。“所以我认为我们在这个反应上达到了最先进的催化技术。”
德克萨斯癌症预防和研究所(RR190025)和罗伯特·a·韦尔奇基金会(C-2085)支持了这项研究。
DOI10.1021 / acscatal.1c03052