ENGINEERINGNET.BE - De methode vermijdt het gebruik van PFAS-reagentia en biedt zo een milieuvriendelijke syntheseroute voor een belangrijke groep farmaceutische en agrochemische verbindingen.
De Amsterdamse onderzoekers werkten samen met collega’s in Italië, Spanje en het VK uit de academische wereld en de industrie. Dankzij flowchemie, waarbij reacties plaatsvinden in gesloten systemen van kleine buisjes, is de synthesemethode veilig en goed beheersbaar.
Flowchemie resulteert ook in grotere veelzijdigheid en flexibiliteit vergeleken met de gebruikelijke synthese in traditioneel chemisch glaswerk.
Veel farmaceutische verbindingen en agrochemische verbindingen hebben baat bij de aanwezigheid van een trifluormethylgroep (-CF3). Deze verhoogt onder meer de metabolische stabiliteit, waardoor de werkzaamheid toeneemt en de vereiste dosis of concentratie kleiner wordt.
Om de fluoratomen in deze moleculen te introduceren, zijn voor hun synthese vaak op maat gemaakte fluorreagentia nodig. Veel hiervan behoren tot de familie van PFAS-verbindingen en krijgen te maken krijgen met toekomstige wetgeving.
Het syntheseprotocol dat nu is gepresenteerd, biedt een alternatief omdat er alleen cesiumfluoridezout nodig is als fluorbron.
Een bijzondere eigenschap van het nieuwe syntheseprotocol is dat de CF3-groep aan het molecuul wordt gekoppeld via een zwavel (S), stikstof (N) of zuurstof (O) atoom.
Dit resulteert in speciale eigenschappen van de resulterende medicijnmoleculen en agrochemicaliën, bijvoorbeeld voor wat betreft zuur-base eigenschappen en oxidatiebestendigheid.
De studie beschrijft een veelzijdige flowmodule om reactieve N-, S- en O-CF3 anionen te genereren. Deze worden gemaakt in een gepakt bed flowreactor met het cesiumfluoridezout. Geschikte S-, O- of N- houdende voorlopermoleculen worden door deze reactor geleid.
Daar raken ze met hoge efficiëntie gefluorineerd door het grote oppervlak van de zoutdeeltjes in het reactorbed en de verbeterde menging van de synthetische tussenproducten. Belangrijk is ook dat deze aanpak inherent veilig is aangezien alle gevormde tussenproducten het flowsysteem niet verlaten.
Deze module is geïntegreerd met een downstream reactiemodule. Daar reageren de N-, S- of O-CF3 anionen met geschikte substraten om de gewenste farmaceutische en agrochemische actieve ingrediënten te verkrijgen.
Deze innovatieve aanpak biedt perspectief op nieuwe medicijnen en agrochemicaliën met verbeterde eigenschappen, en tegelijkertijd verbetert het de veiligheid en duurzaamheid van het syntheseproces.
In hun studie presenteren de onderzoekers een uitgebreid overzicht van mogelijke combinaties van de verschillende anionen met allerlei uitgangsmoleculen.
