Amantadinhydroklorid kan vara den vanligaste medicinen du aldrig hört talas om. Denna förening har funnits i decennier som grund för antivirala och andra mediciner, från influensaterapi till behandlingar för hjärnsjukdomar som Parkinsons sjukdom och trötthet i samband med multipel skleros.

Och ändå, denna förening har länge varit lite av en gåta på grund av saknad information om dess egenskaper. Nu, kemister vid National Institute of Standards and Technology (NIST) och medarbetare har publicerat de allra första uppgifterna om denna viktiga kemikalies termodynamiska egenskaper, inklusive data om hur den reagerar på värme och förändras från ett fast ämne till en gas.

Sådana data är värdefulla för den kemiska och farmaceutiska industrin för att få högsta produktionsutbyte och hållbarhet för läkemedlet.

"Våra forskningsresultat är inte direkt relaterade till den medicinska tillämpningen av detta multifunktionella läkemedel, även om jag verkligen fascineras av dess farmakologiska aktivitet, "NIST -forskningskemisten Ala Bazyleva sa.

"Vi studerade dess termodynamiska egenskaper och nedbrytning, " sa Bazyleva. "Det är förvånande, med tanke på den långa historien av amantadinbaserade läkemedel, att det nästan inte finns någon sådan information i litteraturen för många av dem. Kemiska ingenjörer måste ofta lita på uppskattningar och förutsägelser baserade på liknande föreningar. Att samla in denna information och utveckla den här typen av rekommendationer är kärnan i vad vår grupp på NIST gör. "

Amantadinhydroklorid tillhör en diamantklass, en familj av föreningar vars struktur är baserad på en bur av kolatomer som liknar diamant. Amantadin har en enda kolbur med en kväveatom fäst på ena sidan. Icke-medicinska studier har fokuserat på den fasta formen av amantadinhydroklorid eftersom det förväntades bilda oordnat, eller plast, kristaller, som många diamondoids gör. Visar sig, amantadinhydroklorid inte.

Bazyleva började studera amantadinhydroklorid för år sedan medan hon var i Vitryssland och arbetade med sin doktorsavhandling, och fortsatte ansträngningen under sina postdoktorstudier i Tyskland och Kanada. Men framstegen gick långsamt, delvis för att adamantinhydroklorid övergår från ett fast ämne direkt till en gas (en process som kallas sublimering) och samtidigt faller isär, eller sönderfaller. Hon behövde en modell som förklarade denna komplexa process, en som innehåller detaljerade, högnivåberäkningar av kvantkemi. Hon fick äntligen tillgång till denna beräkningsförmåga efter att hon började arbeta med Thermodynamics Research Center (TRC) Group på NIST i Boulder för flera år sedan.

"NIST var grundläggande för att underlätta modelleringskomponenten, "Sa Bazyleva." I synnerhet den unika kombinationen av faciliteter, mjukvara och expertis inom kvantkemiska beräkningar tillät oss att tillämpa beräkningar på hög nivå för att få insikt i läkemedlets struktur och stabilitet i gasfasen. "

Medan föreningen beter sig som om den är jonisk (består av positivt och negativt laddade delar, fastän totalt sett neutralt) i fast kristallform och när den är upplöst i en vätska, kvantkemiberäkningar visade att det sönderdelas till två neutrala föreningar i gasfasen.