Исследователи из университета Брауна создали новый композитный катализатор, способный последовательно выполнять 4 отдельные химические реакции в одной емкости. Вещество поможет повысить эффективность производства широкого ассортимента фармацевтических средств.

Выводы команды описаны в Journal of the American Chemical Society.

«Обычно для осуществления всех этапов реакции требуется несколько катализаторов, — отметил Чао Ю, возглавлявший исследование вместе с аспирантом Сюэфэном Го. – Но нам удалось найти один нанокатализатор, самостоятельно выполняющий необходимые процессы».

Проект был реализован за счет сотрудничества лабораторий профессоров Кристофера Сето и Шоухенга Сана, являющихся соавторами работы.

«При раздельном проведении 4 реакций для каждой нужны свои растворители и другие вещества. Они также оставляют собственные отходы, — отметил Сето. – Возможность объединения всех этапов в одной емкости уменьшит расход сырья и количество побочных продуктов».

Для получения катализатора команда вырастила серебряно-палладиевые наночастицы на наностержнях из оксида вольфрама с недостатком кислорода. Опыты показали, что конечный продукт может запускать серию реакций, необходимую для превращения муравьиной кислоты, нитробензола и альдегида в бензоксазол. Последний используется для производства антибактериальных, противогрибковых и нестероидных противовоспалительных болеутоляющих средств. Катализатор также удалось применить для получения квинозалина – составляющей многих противораковых препаратов.

«Мы синтезировали продукт при температуре около 80°С, — сказал Го. – Обычно для этого требуется почти 130°С и примерно 1-2 дня. Мы получили тот же результат за 8 часов при 80°С».

Катализатор также может производить соединения бензоксазола из более экологически безопасных материалов, чем при стандартной методике. Он также оказался многоразовым. Характеристики катализатора сохранялись на приемлемом уровне после 5 циклов использования.