De snabba förändringarna i den kemiska industrin är å ena sidan kopplade till utarmning av naturresurser och fördjupning av miljöhänsyn, och å andra sidan med ökad miljömedvetenhet. Grön, miljövänlig kemi spelar en allt viktigare roll i den hållbara kemiska industrin.

TalTech Supramolecular Chemistry Group under ledning av professor Riina Aav publicerade en forskningsartikel om mekanokemins tillämpningar med titeln "Mechanochemical Synthesis of Amides with Uronium-Based Coupling Reagents:A Method for Hexa-amidation of Biotin [6] uril" i tidskriften ACS Hållbar kemi och teknik .

Mekanokemi är en gren av kemi som studerar effekterna som orsakas av mekanisk verkan på kemiska reaktioner. Eftersom dessa reaktioner sker effektivt i solid-state-fasen och inte kräver användning av lösningsmedel som genererar giftiga rester, det blir en allt viktigare gren av kemin, särskilt inom grön och hållbar teknik.

En av författarna till artikeln, TalTech professor i kemi Riina Aav säger, "Vår forskargrupp för supramolekylär kemi är för närvarande en av de mest aktiva forskargrupperna inom detta område i Estland, undersöka på djupet hur man kan utöka de möjliga tillämpningarna av den mekanokemiska metoden inom kemikalieindustrin. Som kemister, vi ser denna metod i synnerhet som en bra lösning för miljövänlig syntes. Det betyder att det nu är möjligt att producera kemikalier mycket snabbare och helt restfritt. "

Tjugofem procent av läkemedlen som produceras i den kemiska industrin innehåller en amidbindning. Sådana läkemedel inkluderar t.ex. läkemedel för behandling av hjärt -kärlsjukdomar (atorvastatin eller Lipitor), smärtstillande medel (Ibuprofenanaloger), antibiotika (penicillin och kloramfenikol eller Oftan Akvakol), samt cancerläkemedel (metotrexat och, bland annat terapeutiska peptider såsom carfilzomib (KYPROLIS)). Tills nu, sådana läkemedel har konventionellt tillverkats i den kemiska industrin med användning av lösningsmedel. En mekanokemisk process innefattar slipning av kemiska ämnen utan att behöva använda lösningsmedel. Detta betyder, dock, att inget giftigt avfall som är karakteristiskt för lösningsmedelsbaserad produktion genereras, och dessutom, hela processen kan ske tiotals gånger snabbare (t.ex. krävs den aktiva ingrediensen inom en timme, medan den analoga lösningsmedelsbaserade reaktionen kräver 24 timmar).

"Jag vill påpeka att vi kunde ersätta de organiska katalysatorerna som hittills använts med en oorganisk för att uppnå resultatet, eftersom upplösning av komponenter inte är nödvändig vid mekanisk -kemisk syntes. Detta minskade vårt koldioxidavtryck ytterligare. Vi studerade också mekanismen för den mekanokemiska processen, och resultaten visar att bildningsvägarna för amider eller peptider, som är avgörande för tillverkning av farmaceutiska produkter, liknar de som är involverade i proteinbildning i våra kroppar. Den mekanokemiska metoden som utvecklats av oss är mycket enklare - de nödvändiga elementen mals och den erhållna produkten tvättas med vatten, "en medförfattare och seniorforskare Dzmitry Kananovich, säger.

Det är en snabbare och mycket mer miljövänlig kemisk process jämfört med den lösningsmedelsbaserade metoden. Dessutom, denna metod kan användas för att producera nya molekylära receptorer biotin [6] uril, som forskare planerar att applicera som "kemiska näsor" när de utvecklar rester som fångar molekylära behållare.

"Den utvecklade metoden är goda nyheter för den kemiska och farmaceutiska industrin, som är intresserade av hållbara och restfria kemiska teknologilösningar, inte bara i produktion av läkemedel, men också kosttillskott, tvättmedel och andra produkter. Vår forskargrupp är medlem i det europeiska samarbetet inom vetenskap och teknik "Mechanochemistry for Sustainable Industry", som förhoppningsvis kommer att säkerställa praktisk tillämpning av de mekanokemiska metoderna inom den kemiska industrin inom en snar framtid, Säger Riina Aav.