Химики предложили использовать конвертерный газ – побочный продукт сталелитейной промышленности – в роли восстановителя (донора электронов) для получения лекарств.

Один из основных способов производства стали – кислородно-конвертерный процесс. В нем через расплавленный чугун продувают кислород, в результате чего, помимо стали, образуется конвертерный газ. Ежегодно выбрасываются миллионы тонн этого газа. Поскольку он содержит токсичный угарный газ (CO), его обычно сжигают до углекислого (CO2), который затем попадает в атмосферу и участвует в формировании парникового эффекта. Химики заметили, что CO является эффективным восстановителем в других химических процессах. Это значит, что при нынешнем способе утилизации конвертерного газа, по сути, происходит растрата огромного количества полезного реагента, который можно было бы применить в других областях.

Ученые из группы эффективного катализа Института элементоорганических соединений имени А. Н. Несмеянова РАН (Москва), Технического университета Остравы (Чехия) и Института катализа имени Лейбница (Германия) показали, что конвертерный газ можно применить для производства различных органических соединений, включая фармацевтические препараты. Исследователи использовали конвертерный газ для удаления атомов кислорода из нитросоединений, содержащих группу -NO2, и карбоновых кислот, имеющих фрагмент -COOH, в результате чего образовывалась прочная амидная связь, подобная той, что соединяет аминокислоты в природных белках.

В частности, таким образом авторы получили парацетамол – жаропонижающее, которое входит в список важнейших лекарственных средств Всемирной организации здравоохранения. При оптимальных условиях масса образовавшегося парацетамола составляла 99% от теоретически рассчитанной. При этом исследователи использовали легкодоступные катализаторы, а растворителем в реакции может быть вода, что упрощает процесс синтеза и делает его привлекательным для промышленной химии. Аналогично авторы получили 14 других важных органических соединений, например, гербицид пропанил и противогрибковый препарат бутенафин.

Новая технология позволит снизить стоимость лекарственных препаратов, так как для их синтеза теперь можно использовать широкодоступный реагент. Кроме того, разработанный подход показывает возможность использования конвертерного газа вместо CO и в других процессах с его участием, например, в синтезе уксусной кислоты или мочевины, необходимой для получения удобрений.

Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в Chemical Science.