Новый способ, повышающий избирательность реакции получения производных гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК), которые являются составной частью успокоительных средств, разработала команда исследователей из Высшей школы экономики и Института элементоорганических соединений им. А. Н. Несмеянова РАН.

Способ включает использование фторидной добавки, которая более чем в 2 раза увеличивает долю полезной формы продукта реакции и в 2,5 раза — общий выход продукта. Его промышленное применение может повысить производительность и экономичность производства компонентов лекарств. Результаты исследования нового метода представлены в статье, опубликованной в The Journal of Organic Chemistry.

Проблема, которую решали своим исследованием российские ученые, заключается в существовании некоторых органических молекул в двух зеркально симметричных формах — изомерах. Изомерия часто возникает у молекул, в структуре которых атом углерода связан с четырьмя различными атомами или атомными группами.

При этом между изомерами нет разницы в физических и химических свойствах, однако их биологическая активность может отличаться, иногда кардинально. Из-за этого они воздействуют на людей по-разному.

Эту разницу необходимо учитывать при изготовлении лекарств, если в их состав могут входить вещества с несколькими изомерами, — так как, кроме пониженной эффективности, изомер может даже оказаться токсичным для организма человека.

Такой прецедент произошел в 1957 году с американским успокоительным препаратом талидомидом, который часто прописывали беременным женщинам как средство от тошноты. Позже выяснилось, что один из изомеров, входящий в его состав, вызывает дефекты развития у детей.

Таким образом, при разработке лекарств возникает задача селективного синтеза, обеспечивающего получение преимущественно одного нужного изомера. Селективность синтеза оценивается параметром, называемым энантиомерным избытком, который определяет процент получения одного изомера по сравнению с другим. Чем выше энантиомерный избыток, тем более оптически чистым является продукт.

Команда российских исследователей разработала новый метод повышения селективности реакции присоединения по Михаэлю, которая используется для получения производных гамма-аминомасляной кислоты, применяемых как составная часть лекарственных препаратов, в том числе фенибута и баклофена (средства от психических расстройств, таких как тревожность, бессонница и др.).

Поскольку такие производные ГАМК могут существовать в виде оптических изомеров, требуется селективный синтез для создания преимущественно одного изомера. Для этих целей исследователи, кроме катализатора, в качестве которого для этой реакции применяется комплекс бромида никеля и диимина, во время синтеза добавили фторид.

Преимущество такого способа заключается в том, что он не требует усложнения техпроцесса и перестройки производства.

Фторидная добавка привела к тому, что увеличился выход продукта и в нем возросла доля полезного изомера. Если без добавки в лучшем случае выход продукта составлял 35%, а энантиомерный избыток 50%, то использование фторидной добавки давал в худшем случае выход продукта в 75%, а энантиомерного избытка — 84%.

Исследователи полагают, что рост этих показателей снизит себестоимость продукции и, как надеются разработчики, сделает успокоительные препараты дешевле.

«В рамках исследования удалось получить принципиальное доказательство, что предложенная нами стратегия для активации катализаторов фторидами работает. Мы надеемся, что такой простой подход заметят и будут применять для других типов катализаторов и реакций, как в лабораторных синтезах, так и в промышленности», — заявил заведующий базовой кафедрой элементоорганической химии Института элементоорганических соединений профессор Денис Чусов.