Kémiai katalizátorok kutatásában alkottak nagyot az ELTÉ-n

A gyógyszeriparban gyakran alkalmazott Suzuki-reakció már rendkívül kis mennyiségű palládium katalizátor jelenlétében is megvalósítható, ráadásul ez a kis mennyiség különféle formákban akkor is jelen lehet a reakcióban, ha erre nem is gondolnak a kutatók. Ez pedig egészségesebbé és költséghatékonyabbá teszi az átalakítási eljárást – derítették ki az Eötvös Loránd Tudományegyetem kutatói.

A mesterségesen előállított vagy módosított anyagok fenntartható előállításához hatékony kémiai átalakításokra van szükség, ezt a folyamatot katalizátorok segítik. A megfelelően kiválasztott katalizátor sokszorosan meggyorsíthatja és költséghatékonyabbá teheti a folyamatokat, mivel sok köztes lépést válthat ki.

A gyógyszeriparban katalizátorként az egyik leggyakrabban alkalmazott fém a változatos kémiai kötések kialakítására alkalmas palládium. A rá épülő Suzuki-reakciót ma már rutinszerűen alkalmazzák a gyógyszerkutatásban. A palládium azonban a többi fémhez hasonlóan drága és mérgező, viszont a gyógyszeriparnak olyan katalizátorok kellenek, amelyek nagyon kis mennyiségben is képesek nagy mennyiségű hatóanyag előállítására, illetve olcsóbb és kevésbé mérgező alternatívát kínálnak. Ezért a kutatók jó ideje keresik a fémmentes átalakítás módját – olvasható az ELTE közleményében.

„A közelmúltban nagy izgalmat váltott ki, amikor megjelent egy ilyen, a szakterületen tehát áttöréssel kecsegtető megoldás. A tudósok kétkedéssel fogadták a hírt, és azonnal nekiláttak kipróbálni a rendkívüli állítást saját laboratóriumaikban” – idézi fel a beszámoló. A leggyorsabbak az ELTE Diagnosztika és Terápia Kiválósági Program és a Kémiai Intézet munkatársai voltak. Korábbi kutatásaik alapján a világon elsőként bebizonyították, hogy az átalakulásért most is a palládium a felelős, csakhogy ez a fém az eredeti eljárásban annyira kis mennyiségben és véletlenszerűen volt jelen, hogy az eljárás kidolgozói által használt analitikai módszerekkel nem lehetett észlelni a jelenlétét.

Gonda Zsombor, Novák Zoltán és Tolnai Gergely vezetésével az ELTE kutatói arra jutottak, hogy a Suzuki-reakció rendkívül kis mennyiségű palládium katalizátor jelenlétében is megvalósítható, ráadásul ez a kis mennyiség különféle formákban akkor is jelen lehet a reakcióban, ha erre nem is gondolnak a kutatók. Ez pedig költséghatékonyabbá teszi az átalakítási eljárást, amire a modern gyógyszeripar törekszik. A közlemény szerint az ELTE vegyészeinek eredményeit nagy érdeklődés övezte világszerte, már a lektorálatlan cikkváltozat is az összes valaha megjelent tudományos publikáció legolvasottabb két százalékába került. A felfedezés fontosságára legutóbb a Nature című folyóiratban június 16-án megjelent elemzésben hívták fel a figyelmet.

A cikk részletesen foglalkozik a magyar kutatók eredményeivel, kiemelve egyebek mellett, hogy az ELTE vegyészei már korábban jelentősen hozzájárultak a világszinten előtérben lévő palládiumkutatáshoz, most pedig iránymutatást készítettek a valódi katalizátor formájának, minőségének meghatározására. Ennek alapján újfajta módszerrel állították elő a vélt katalizátort, amelyet többszörösen is megtisztítottak, és megvizsgálták az átalakítás körülményeit is. Ily módon „roppant gyorsan és megbízhatóan sikerült a rendkívüli közleményt pontosítaniuk, sőt megállapítaniuk, hogy az ott katalizátorként leírt anyag valójában csak hordozója egy különlegesen hatékony katalizátornak, amelyet azonban önmagában is alkalmazni lehet”.

Mindez azt jelenti, hogy a palládiumot egyelőre nem lehet más anyagokkal helyettesíteni, a kutatóknak bele kell törődniük, hogy ez az ezüstfehér fém bármennyire drága és mérgező is, jelenleg kihagyhatatlan a katalizált folyamat során. Azonban elegendő belőle egy igen csekély mennyiség is, hogy beinduljon az átalakítási folyamat. Ennek egyik gyakorlati haszna pedig a növényvédőszer-ipar mellett éppen a gyógyszeriparban várható, ahol az úgynevezett Suzuki-reakciót, ezáltal a palládiumot jelenleg hatalmas mennyiségben használják – foglalják össze.

„Új módszerünk lehetővé teszi, hogy a kutatások során gyakran álpozitív eredményeket adó új katalizátorokat már a kutatások korai szakaszában kiszűrjük. Így hatékonyan jutunk újfajta katalizátorokhoz, vagy akár több nagyságrenddel javíthatjuk a korábbiak hatékonyságát” – fűzi hozzá a közleményben Tolnai.