化学家成功合成不含PFAS的氟化药物和农用化学化合物
阿姆斯特丹大学的化学家开发了一种方法,可以为一系列分子提供与硫、氮或氧原子相连的三氟甲基。他们的方法发表在《科学》杂志上,避免使用PFAS试剂。因此,它为依赖三氟甲基的药物和农用化学化合物提供了一种环保的合成途径。
这种简单有效的方法是由范特霍夫分子科学研究所的流动化学小组开发的,该小组由蒂莫西·诺埃尔教授领导,与来自意大利、西班牙和英国的学术界和工业界的研究人员合作开发。应用流动化学的原理,即在封闭的小管系统中进行反应,可以实现安全且可控的化学反应。与使用传统化学玻璃器皿的更常见程序相比,它还具有更大的多功能性和灵活性。
更环保
许多药物化合物(如抗抑郁药)以及农用化学品化合物(如杀虫剂)都受益于三氟甲基(-CF3)基团的存在。它增强了疏水性并增加了代谢稳定性,从而提高了功效并降低了所需的剂量或浓度。
为了在这些分子中引入氟原子,它们的合成通常需要定制的氟化试剂。其中许多属于PFAS化合物家族,因此将面临未来的立法。本文中提出的合成方案提供了一种可行的替代方案,因为它只需要氟化铯盐作为氟源。这种不含PFAS的氟化剂合成可以为药物化合物的合成提供一种更环保的选择,这促使阿斯利康的科学家参与了这项研究。
此外,新的合成方案能够通过硫原子(S)、氮原子(N)或氧原子(O)偶联CF3基团。此类氟化基序赋予药物分子和农用化学品独特的特性,影响其亲脂性、抗氧化性和酸碱性。
含有杂原子-CF3片段的活性药物成分的典型例子。尽管此类化合物本身正式属于多氟烷基物质(PFAS)家族,但它们几乎没有PFAS典型的(不可)降解性和环境持久性问题。图片来源:UvA、HIMS
集成流系统
本文介绍了一种用于生成反应性N–、S–和O–CF3阴离子的多功能微流体模块。这些阴离子是在含有氟化铯盐的填充床流动反应器中制备的。然后将适当的(含S、O或N)前体引导通过该反应器。由于盐在填充床中的表面积也很大,并且有机中间体的混合得到改善,因此它们可以高效地氟化。重要的是,这种方法还提供了增强的安全性,因为所有形成的中间体都包含在微流体系统中。
该系统的另一个重要特点是阴离子生成模块与下游反应模块的集成。在那里,N–、S–或O–CF3阴离子与适当的底物发生反应,得到所需的最终产品——药物和农用化学活性成分。
在学术和工业环境中的实施
阴离子发生器模块和下游反应器相结合,为带有N–、S–和O–CF3基序的分子衍生化提供了一个简化的平台。这种创新方法有望通过增强新药的特性同时提高生产过程的安全性和可持续性来影响新药的开发。
研究人员在论文中报告了各种阴离子与一系列底物的组合,从而产生了多种与药物和农用化学品合成相关的氟化产品。在许多情况下,研究团队能够报告非常令人满意的产量。此外,操作参数(例如反应时间)为在学术和工业环境中的实际实施提供了良好的前景。
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