Amantadinehydrochloride is misschien wel het meest voorkomende medicijn waar u nog nooit van heeft gehoord. Deze verbinding bestaat al tientallen jaren als basis voor antivirale en andere medicijnen, van grieptherapie tot behandelingen voor hersenaandoeningen zoals de ziekte van Parkinson en de vermoeidheid die gepaard gaat met multiple sclerose.

En toch, deze verbinding is lang een beetje een raadsel geweest vanwege ontbrekende informatie over zijn eigenschappen. Nutsvoorzieningen, chemici van het National Institute of Standards and Technology (NIST) en medewerkers hebben de allereerste gegevens gepubliceerd over de thermodynamische eigenschappen van deze belangrijke chemische stof, inclusief gegevens over hoe het reageert op warmte en verandert van een vaste stof in een gas.

Dergelijke gegevens zijn waardevol voor de chemische en farmaceutische industrie om de hoogste productieopbrengsten en houdbaarheid van de medicatie te verkrijgen.

"Onze onderzoeksresultaten zijn niet direct gerelateerd aan de medische toepassing van dit multifunctionele medicijn, hoewel ik echt gefascineerd ben door het bereik van zijn farmacologische activiteit, "NIST-onderzoekschemicus Ala Bazyleva zei.

"We hebben de thermodynamische eigenschappen en ontleding ervan bestudeerd, " zei Bazyleva. "Het is verrassend, gezien de lange geschiedenis van op amantadine gebaseerde geneesmiddelen, dat er voor velen van hen bijna geen informatie als deze in de literatuur te vinden is. Chemische ingenieurs moeten vaak vertrouwen op schattingen en voorspellingen op basis van vergelijkbare verbindingen. Het verzamelen van deze informatie en het ontwikkelen van dit soort aanbevelingen vormt de kern van wat onze groep bij NIST doet."

Amantadinehydrochloride behoort tot een klasse van diamandoïden, een familie van verbindingen waarvan de structuur is gebaseerd op een kooi van koolstofatomen vergelijkbaar met diamant. Amantadine heeft een enkele koolstofkooi met aan één kant een stikstofatoom. Niet-medische onderzoeken hebben zich gericht op de vaste vorm van amantadinehydrochloride omdat verwacht werd dat het wanordelijke, of kunststof, Kristallen, zoals veel diamantoïden doen. Blijkt, amantadinehydrochloride niet.

Bazyleva begon jaren geleden met het bestuderen van amantadinehydrochloride terwijl ze in Wit-Rusland werkte aan haar proefschrift, en zette de inspanning voort tijdens haar postdoctorale studies in Duitsland en Canada. Maar de vooruitgang was traag, deels omdat adamantinehydrochloride van een vaste stof direct in een gas verandert (een proces dat sublimatie wordt genoemd) en tegelijkertijd uit elkaar valt, of ontleedt. Ze had een model nodig dat dit complexe proces uitlegt, een die gedetailleerde, berekeningen op hoog niveau van de kwantumchemie. Ze kreeg eindelijk toegang tot deze rekencapaciteit nadat ze enkele jaren geleden begon te werken met de Thermodynamics Research Center (TRC) Group bij NIST in Boulder.

"NIST was fundamenteel bij het faciliteren van de modelleringscomponent, " zei Bazyleva. "In het bijzonder, de unieke combinatie van faciliteiten, software en expertise in kwantumchemische berekeningen stelden ons in staat om berekeningen op hoog niveau toe te passen om inzicht te krijgen in de structuur en stabiliteit van het medicijn in de gasfase."

Hoewel de verbinding zich gedraagt ​​​​alsof hij ionisch is (samengesteld uit positief en negatief geladen stukjes, hoewel over het algemeen neutraal) in de vaste kristalvorm en wanneer opgelost in een vloeistof, kwantumchemische berekeningen onthulden dat het in de gasfase uiteenvalt in twee neutrale verbindingen.