De snelle veranderingen in de chemische industrie houden enerzijds verband met de uitputting van natuurlijke hulpbronnen en de toenemende bezorgdheid over het milieu, en aan de andere kant met de groei van het milieubewustzijn. Groente, milieuvriendelijke chemie speelt een steeds belangrijkere rol in de duurzame chemische industrie.

De TalTech Supramoleculaire Chemistry Group onder leiding van professor Riina Aav publiceerde een onderzoeksartikel over de toepassingen van mechanochemie met de titel "Mechanochemical Synthesis of Amides with Uronium-Based Coupling Reagents:A Method for Hexa-amidation of Biotin[6]uril" in het tijdschrift ACS Duurzame Chemie en Engineering .

Mechanochemie is een tak van de chemie die de effecten bestudeert die worden veroorzaakt door mechanische actie op chemische reacties. Aangezien deze reacties efficiënt plaatsvinden in de vaste toestand en geen oplosmiddelen nodig hebben die giftige residuen genereren, het wordt een steeds belangrijkere tak van de chemie, vooral op het gebied van groene en duurzame technologie.

Een van de auteurs van het artikel, TalTech-hoogleraar chemie Riina Aav zegt:"Onze onderzoeksgroep Supramoleculaire Chemie is momenteel een van de meest actieve onderzoeksgroepen op dit gebied in Estland, diepgaand onderzoeken hoe de mogelijke toepassingen van de mechanochemische methode in de chemische industrie kunnen worden uitgebreid. als chemici, wij zien deze methode vooral als een goede oplossing voor milieuvriendelijke synthese. Hierdoor is het nu mogelijk om chemicaliën veel sneller en volledig residuvrij te produceren."

Vijfentwintig procent van de geneesmiddelen die in de chemische industrie worden geproduceerd, bevat een amidebinding. Dergelijke farmaceutica omvatten b.v. geneesmiddelen voor de behandeling van hart- en vaatziekten (atorvastatine of lipitor), analgetica (Ibuprofen-analogen), antibiotica (penicilline en chlooramfenicol of Oftan Akvakol), evenals geneesmiddelen tegen kanker (methotrexaat en, onder andere therapeutische peptiden zoals carfilzomib (KYPROLIS)). Tot nu, dergelijke medicijnen zijn conventioneel geproduceerd in de chemische industrie met behulp van oplosmiddelen. Bij een mechanochemisch proces worden chemische stoffen fijngemalen zonder dat er oplosmiddelen nodig zijn. Dit betekent, echter, dat er geen giftig afval wordt gegenereerd dat kenmerkend is voor productie op basis van oplosmiddelen, en bovendien, het hele proces kan tientallen keren sneller plaatsvinden (zo is de benodigde werkzame stof binnen een uur aangemaakt, terwijl de analoge reactie op oplosmiddelbasis 24 uur duurt).

"Ik wil erop wijzen dat we de tot nu toe gebruikte organische katalysatoren hebben kunnen vervangen door een anorganische om het resultaat te bereiken, omdat het oplossen van componenten niet nodig is bij mechanochemische synthese. Dit heeft onze ecologische voetafdruk verder verkleind. We bestudeerden ook het mechanisme van het mechanochemische proces, en de resultaten laten zien dat de vormingsroutes van amiden of peptiden, die essentieel zijn voor de vervaardiging van farmaceutische producten, zijn vergelijkbaar met degenen die betrokken zijn bij de eiwitvorming in ons lichaam. De door ons ontwikkelde mechanochemische methode is veel eenvoudiger:de noodzakelijke elementen worden gemalen en het verkregen product wordt gewassen met water, " een co-auteur en senior onderzoeker Dzmitry Kananovich, zegt.

Het is een sneller en veel milieuvriendelijker chemisch proces in vergelijking met de methode op basis van oplosmiddelen. In aanvulling, deze methode kan worden gebruikt om nieuwe moleculaire receptoren te produceren biotine[6]urils, die wetenschappers van plan zijn toe te passen als "chemische neuzen" bij het ontwikkelen van moleculaire containers voor het opvangen van residuen.

"De ontwikkelde methode is geweldig nieuws voor de chemische en farmaceutische industrie, die geïnteresseerd zijn in duurzame en residuvrije chemische technologische oplossingen, niet alleen in de productie van medicijnen, maar ook voedingssupplementen, wasmiddelen en andere producten. Onze onderzoeksgroep is lid van de European Cooperation in Science and Technology actie "Mechanochemistry for Sustainable Industry", die hopelijk in de nabije toekomst zal zorgen voor praktische toepassing van de mechanochemische methoden in de chemische industrie, ' zegt Riina Aav.