Химик РУДН превратил глицерин в ценный медицинский препарат

При производстве биотоплива из растительного или животного сырья образуется побочный продукт — глицерин, простейший трехатомный спирт. Глицерин безвреден и даже полезен во многих областях, однако с точки зрения химической промышленности почти бесполезен. Принципы зеленой химии требуют, чтобы даже побочным продуктам было найдено применение. Если полученное вещество малоценно, нужно провести валоризацию — найти способ преобразования его в более ценный продукт. Поэтому химики ищут пути валоризации глицерина, который образовался в ходе синтеза биотоплива. Химик РУДН совместно с коллегами из Испании, Италии и Саудовской Аравии предложил превращать глицерин в производные бензоксазина, которые применяют в медицине.

«Истощение запасов ископаемого топлива вместе с увеличением потребления энергии провоцируют разработку более устойчивых протоколов производства биотоплива в соответствии с принципами зеленой химии. Многие протоколы приводят к образованию глицерина. Сейчас этот продукт практически бесполезен. Однако из него можно делать производные бензоксазина. Они необходимы для изготовления антидепрессантов, противодиабетических, и противоопухолевых средств. Кроме того, такие соединения обладают антитромбоцитарной активностью», — Рафаэль Луке, руководитель научного центра «Молекулярный дизайн и синтез инновационных соединений для медицины» РУДН.

Химики предложили превращать глицерин в производные бензоксазина с помощью двухэтапного процесса. В ходе реакции глицерин соединяется с аминфенолом — ароматическим органическим соединением. Первый этап процесса — механохимическая активация, второй — собственно реакция под действием микроволнового излучения. Суть механохимической активации заключается в измельчении вещества в специальной мельнице со стальными шариками. Второй ключевой «ингредиент» процесса — микроволновое излучение — делает реакцию более эффективной.

Химикам экспериментально удалось получить два производных бензоксазина. Реакция проходила при нагреве до 110 °C в течение одного часа. До этого также в течение часа реагенты измельчали в мельнице с частотой вращения 350 оборотов в минуту. «Мельница» и «микроволновка» смогли дать 93% селективности (в итоге образовалось всего 7% побочных продуктов).

«Механохимическая активация перед процессом с использованием микроволновой печи повышает вероятность контакта между реагентами и в значительной степени способствует более высокой конверсии аминфенола. Последовательный механохимический—микроволновый подход улучшает селективность в сторону образования производного бензоксазина, которое может найти применение в широком спектре биомедицинских областей», — Рафаэль Луке.

Результаты опубликованы в журнале Molecules