Ett forskarlag vid Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) i Tyskland har utvecklat en helt ny, miljövänlig elektrokemisk procedur för att snabbt och billigt framställa sulfonamider. Sulfonamider används i många läkemedel inklusive antibiotika och Viagra samt i jordbrukskemikalier och färgämnen, vilket gör dem till en viktig klass av molekyler för läkemedels- och kemisk industri. Medan hittills, det har varit nödvändigt att använda frätande kemikalier, höga temperaturer, och dyra metallkatalysatorer för att producera sulfonamider, den nya metoden kräver bara billigare utgångsmaterial, elektrisk ström, och i stort sett säkra lösningsmedel. Forskarna rapporterade nyligen sina resultat i tidskriften Angewandte Chemie International Edition .

"Den konventionella proceduren kräver tre reaktionssteg, där varje steg driver upp tillverkningskostnaderna med en faktor två till fem. Med den nya metoden, bara ett reaktionssteg behövs. Det gör den lätt skalbar och den kan därför tillämpas i teknisk skala, sade professor Siegfried Waldvogel, chef för forskargruppen och talesperson för JGU:s banbrytande SusInnoScience—Sustainable Chemistry as the Key to Innovation in Resource-efficient Science in the Anthropocene research initiative.

Utgångsmaterialen för den nya reaktionen är molekyler i ämnesklasserna aminer och aromater samt föroreningen svaveldioxid, som är en avfallsprodukt från många industriella processer. I själva verket, den nya metoden gör det möjligt att omvandla detta oönskade material till värdefulla produkter:Aminerna reagerar med svaveldioxiden i lösning, framställning av amidosulfinat som en mellanprodukt. Detta gör syre och svavel tillgängliga för att reagera med de aromatiska molekylerna som redan har oxiderats med hjälp av en elektrisk ström.

Dock, det är nödvändigt att förhindra bindningsbildningen av syret under denna process. "Vi gör detta genom att använda ett lämpligt lösningsmedel - och det är det riktigt smarta, ", sa Waldvogel. Lösningsmedlet bildar starka vätebindningar med syreatomerna, därigenom gör dem inaktiva - och banar väg för bildandet av de önskade svavel-kolbindningarna. Efter reaktionen, lösningsmedlet kan omdestilleras och användas igen. "Vår teknik för elektrokemisk produktion av sulfonamider representerar ett helt nytt tillvägagångssätt inom kemin som nu kan tillämpas på ett antal andra reaktioner. På ett sätt, vi öppnade en dörr och hittade en mängd nya möjligheter, avslutade Waldvogel, en av världens ledande forskare som arbetar inom området elektrosyntes.