Güneş ışığıyla çalışan kimya, tehlikeli oksidan riskini azaltır

Osaka Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, Davis reaktiflerini sentezlemek için, tehlikeli oksidan mCPBA’yı yalnızca talep üzerine üreten ve hemen tüketen, ışıkla çalışan bir yöntem geliştirdi. Kinetik analiz, tespit edilebilir bir oksidan birikimi göstermedi ve bu da proses güvenliğini artırdı. Reaksiyon, halojenlenmemiş solventlerde oda sıcaklığında ilerler ve güneş ışığını veya LED’leri kullanabilir, bu da farmasötikle ilgili sentezler için daha güvenli, daha yeşil ve ölçeklenebilir bir alternatif sunar. Çalışma dergide yayınlandı Yeşil Kimya.

Kimyasal üretimde en zorlu güvenlik zorluklarından biri sadece yararlı moleküller yapmak değil, aynı zamanda tehlikeli reaktifleri de yönetmektir. Bu, özellikle taşıma, depolama ve ölçek büyütme sırasında ciddi patlama riskleri oluşturabilen güçlü bir oksidan olan meta-kloroperbenzoik asidin (mCPBA) büyük miktarlarına dayanan, farmasötik moleküllerin yapımında önemli araçlar olan Davis reaktiflerinin sentezi için geçerlidir. Osaka Üniversitesi’ndeki araştırmacılar artık bu sorunu çözmenin bir yolunu buldular. Oksidantı depolamak yerine, ışık ve oksijeni kullanarak yalnızca ihtiyaç duyulduğunda üretiyorlar.

SANKEN’de Profesör Shinobu Takizawa liderliğindeki bir araştırma ekibi, Davis reaktiflerini hazırlamak için güvenli ve sürdürülebilir bir sıralı süreç geliştirdi. Bu yöntem, güçlü ancak potansiyel olarak patlayıcı bir oksidan olan toplu meta-kloroperbenzoik asit (mCPBA) ile uğraşmak yerine, güneş ışığı veya LED ışınlaması altında meta-klorobenzaldehit ve moleküler oksijenden yerinde mCPBA üretir ve bunu hemen N-sülfonil iminleri oksitlemek için kullanır.

En önemli ilerleme, oksidantın yalnızca ihtiyaç duyulduğunda üretilmesidir. Kinetik analiz, mCPBA’nın reaksiyon karışımında oluştuğunu ancak esasen üretilir üretilmez tüketildiği için tespit edilebilir seviyelerde birikmediğini gösterdi. Bu, toplu perasitlerin depolanması veya işlenmesiyle ilişkili riskleri büyük ölçüde azaltır.

Yöntem aynı zamanda yeşil kimya ilkeleriyle de uyumludur. Reaksiyon ortam sıcaklığında ilerler, halojenli solventlerden kaçınılır ve doğal güneş ışığı veya düşük enerjili LED’ler tarafından çalıştırılabilir. Araştırmacılar ayrıca geniş substrat kapsamını ve gram ölçeğinde sentezi göstererek hedef ürünü güneş ışığı altında %76 izole verimle elde etti.

Takizawa şu yorumu yaptı: “İnce organik sentez için gerekli bileşikleri daha güvenli ve daha çevre dostu yollarla üreten teknolojilerin geliştirilmesi, sürdürülebilir bir toplumun gerçekleştirilmesi için önemli bir zorluktur. Bu çalışma, güvenliği çevresel uyumlulukla birleştiren yeni bir organik sentez süreci önermektedir.”

“Kinetik olarak yönlendirilen isteğe bağlı mCPBA üretimi, Davis reaktiflerinin güvenli ve sürdürülebilir ışıkla yönlendirilen sentezini sağlar” Yeşil Kimya.