Химики ТГУ в Тольятти вдвое увеличили выход редкого соединения из хладагента для автокондиционеров

Газ из автомобильной системы охлаждения оказался дешёвой основой для дорогих лекарств

Обычный хладагент HFO-1234yf, которым заправляют автомобильные кондиционеры, теперь претендует на роль сырья для фармацевтики. Группа учёных из Тольяттинского государственного университета нашла способ получать из него 4,4,4-трифторбутиналь — редкое фторорганическое соединение, востребованное при создании лекарств. Итоговая цифра впечатляет: выход продукта вырос с 24% до 52%. То есть более чем вдвое.

Раньше этот газ рассматривали исключительно как экологичную альтернативу старым хладагентам. Переход на него в автоиндустрии шёл ради снижения парниковых выбросов. А теперь выяснилось, что вещество может стать ключом к удешевлению целого класса препаратов. Связка неожиданная, но логичная: в молекуле хладагента уже есть нужные фторсодержащие фрагменты.

Фтор в составе лекарств — не прихоть химиков. Атомы этого элемента заметно улучшают усвоение препарата и продлевают его действие в организме. По оценкам, примерно каждый четвёртый современный медикамент против диабета, ВИЧ и онкологии содержит фтор. Спрос на такие молекулы стабильно высокий, а вот предложение упиралось в технологические барьеры.

Почему прежний метод не работал

Единственный известный способ получения 4,4,4-трифторбутиналя — вакуумный пиролиз — давал мизерные 24% продукта. Причём в смеси с изомером. Чтобы выделить чистое вещество, требовалось дорогое хроматографическое оборудование. Сам процесс был опасным и капризным. О промышленных масштабах речи не шло.

Тольяттинские химики пошли другим путём. Вместо опасных реагентов — доступный технический газ. Сначала из него получили промежуточное соединение. Потом превратили его в устойчивый полуфабрикат, который легко очищается от примесей. И лишь затем, в мягких условиях, вывели финальный продукт. Выход — 52%. Впервые соединение удалось наработать граммами, а не миллиграммами.

Суть подхода объяснил руководитель научной группы, доктор химических наук Александр Голованов. По его словам, раньше вещество пытались получить за один приём. Но оно настолько активное, что сразу вступало в побочные реакции. «Мы разделили процесс на этапы и на время «спрятали» самую активную часть молекулы, а когда она нам понадобилась — аккуратно вернули на место», — рассказал профессор.

И вот тут самое интересное для рынка. HFO-1234yf выпускается промышленно и продаётся как обычный товар. Это снимает зависимость лабораторий от узкоспециализированных и труднодоступных фторреагентов, которые стоят бешеных денег. Для отечественной фармхимии, где вопрос собственной сырьевой базы стоит особенно остро, такой расклад открывает прямую дорогу к более дешёвому синтезу фторсодержащих молекул. От кандидатов в лекарства до агрохимии.

Показательно, что разработка вписывается в более широкий тренд. В апреле этого года учёные ТГУ уже патентовали способы превращения отходов капронового производства в компоненты для лекарств и антикоррозионные составы. Тогда речь шла о циклогексаноне и его побочных продуктах. Теперь — о хладагентах. Логика одна: брать то, что дёшево и доступно, и превращать в то, что дорого и нужно.

Работа выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования России. Результаты опубликованы в The Journal of Organic Chemistry. Осталось дождаться, когда технологию подхватят фармпроизводители. Учитывая, что протокол уже позволяет работать с граммовыми количествами, это вопрос ближайших месяцев, а не лет.