Bara för att du har löst en stående kemiutmaning betyder det inte att du inte kan göra det bättre. Rice University-forskare hade det i åtanke när de satte sig för att förbättra sin teknik för att göra en gemensam byggsten för droger.

Riskemisten Julian West och doktorand Yen-Chu Lu fann att ett jordrikt salt av mangan ytterligare förenklar processen att syntetisera fluorketoner, prekursormolekyler för läkemedelsdesign och tillverkning.

Den komplexa metoden krävde katalysatorer av dyrt silver tills West-labbet kom på hur man skulle ersätta det med en ceriumbaserad förening. Det i sin tur ledde till att forskarna tittade på mangan som en katalysator på nästa nivå.

Laboratoriet rapporterade sina resultat i tidskriften American Chemical Society ACS-katalys .

Att fästa negativt laddade fluoratomer till ketoner, biologiska föreningar med en mängd olika strukturer, hjälper till att styra de funktionella grupperna mot önskade reaktioner när de används i anticancer och andra föreningar, sa West. Han noterade i den tidigare studien att att ersätta väteatomer med fluor "är som pansarplätering i den positionen" och hjälper droger att hålla längre i kroppen.

Mangan har flera fördelar jämfört med cerium, West sa, och inte bara för dess lättillgänglighet och låga kostnad.

"Mängden produkt vi fick med cerium var bra, men för att det ska fungera, vi var tvungna att använda lika mycket cerium som utgångsmaterial, sa West, en biträdande professor i kemi. "Med mangan, vi krävde mindre än en tiondel så mycket katalysator – och ännu viktigare, det fungerar bara bättre. Vi skulle hellre använda en spårmängd av katalysator för att spara på materialkostnader och för att förenkla reningen."

Och medan cerium kunde främja reaktioner med relativ effektivitet, det var i huvudsak ett och gjort.

Cerium kan återvinnas för återanvändning som katalysator men det kräver en svår återoxidation. Det visade sig vara mycket lättare med mangansalter. "Yen-Chu hittade reagenset vi använder, Selectfluor, återoxiderar manganet tillräckligt för att reagera om och om igen, " han sa.

Mangan är också tillräckligt billigt för att återvinning av materialet kanske inte är kostnadseffektivt för tillverkarna, sa West.

Den enda nackdelen, han sa, är att mangan-aktiverade reaktioner kan ta flera timmar att producera en sats av molekyler i motsats till den halvtimme eller så som behövs av cerium. Men även den begränsningen borde inte visa sig vara något hinder på grund av den relativa kostnaden, han sa.

"Enligt vår uppfattning, det är en rättvis avvägning, eftersom du minskar mängden reagens du behöver lägga till och får mer av föreningen du vill ha, sa West.

Han sa att direkta jämförelser med silverkatalysatorer visade att mangan levererade fler produktmolekyler med hälften av mängden katalysator. "Så jag tror att vi kommer till toppmodern katalys med denna reaktion."