Исследователи Лаборатории нано-биоинженерии (ЛНБИ) НИЯУ МИФИ опубликовали в ведущем международном нанотехнологическом журнале Nanoscale (https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/NR/D1NR05977G) работу «Анизотропные наноматериалы для ассиметричного синтеза», описывающую стратегию создания анизотропных наноматериалов для ассиметричного синтеза биологически-активных соединений.
Производство энантиомеров, химических соединений с одинаковым строением, но зеркальным относительно друг друга расположением атомов, является неотъемлемой частью современной химической и фармацевтической промышленности, рассказал ведущий ученый ЛНБИ НИЯУ МИФИ, профессор, д.хим.н. Игорь Набиев.
По его словам, энантиомеры, химические соединения (в частности, лекарства) с одинаковым строением, но зеркальным относительно друг друга расположением атомов, производятся в виде смеси таких зеркальных изомеров при традиционном, так называемом "симметричном" синтезе. При этом, как правило, один из энантиомеров лекарства оказывается биологически активным, а второй - неактивным, что вызывает необходимость использования сложных и дорогостоящих подходов к разделению этих смесей.
«В связи с этим, исключительно важен такой подход, как "асимметричный синтез", который позволяет получать только один из двух, и только биологически-активный энантиомер. Этот метод также повышает выход синтеза и удешевляет стоимость производства», – рассказал ученый.
Авторы обзора отметили, что в последнее время наблюдается новая тенденция в подобном производстве – использование наноструктур. Широкий и перестраиваемый спектр поглощения и возможная хиральность наноматериалов делает их перспективными катализаторами для ассиметричного синтеза. В то же время наноматериалы обладают большой площадью поверхности, высоким количеством и доступностью активных центров. Это открывает возможности применения наноструктур в качестве реакционных «контейнеров», когда компоненты реакционной смеси полностью или частично инкапсулированы в наноразмерной полости, что приводит к изменению химической реактивности.
В работе представлены последние достижения, а также перспективы дальнейшего применения анизотропных 1D, 2D и 3D наноматериалов в ассиметричном синтезе. Авторы рассмотрели функциональную роль наноматериалов, методы их синтеза, структуру, хиральность, энантиоселективность, эффект пространственного ограничения. Они также проанализировали текущие тенденции и современные проблемы использования анизотропных материалов.
«Анизотропные наноматериалы, используемые в качестве катализаторов в асимметричном синтезе, обеспечат возможность избирательного получения только биологически-активных энантиомеров лекарств, что позволит как увеличить эффективность их синтеза, так и существенно снизить стоимость производства», – заключил Игорь Набиев.
