3D-печать упростила создание компактных химических реакторов

Исследователи упростили создание компактных установок для химического синтеза с помощью 3D-печати. Они создали библиотеку моделей небольших реакторов, из которых ученые могут собрать единый аппарат для синтеза, который можно распечатать на 3D-принтере. Авторы продемонстрировали работоспособность такого подхода на примере синтеза баклофена. Таким способом можно, к примеру, создавать лекарства прямо в больницах, сообщают ученые в журнале Science.

Обычно синтез лекарств и других веществ происходит на больших химических заводах, где используется цепочка из больших химических реакторов, каждый из которых отвечает за отдельную стадию синтеза того или иного вещества. Но, поскольку небольшие компании не могут позволить себе такие установки, а поставки нужных веществ не всегда стабильны, ученые разрабатывают более простые и доступные методы синтеза.

Химики под руководством Лероя Кронина (Leroy Cronin) из Университета Глазго предложили новый подход для более простого синтеза веществ. Его можно описать следующим образом. Для начала цепочку реакций для синтеза необходимо разбить на те стадии, которые можно выполнить в одном сосуде. После этого нужно создать 3D-модель реактора, который подходит для каждой стадии. Для этого исследователи создали библиотеку с готовыми частями, из которых можно создать подходящий реактор. Затем модели конвертируются в файлы для 3D-принтера, на котором их можно распечатать.

Исследователи продемонстрировали эффективность этого подхода, создав несколько реакторов для синтеза баклофена — лекарственного средства, оказывающего миорелаксирующее действие. Они распечатали их на обычном 3D-принтере из полипропилена. Химики выбрали этот материал из-за его относительно высокой инертности и возможности использовать в 3D-принтерах. Во время печати исследователи приостанавливали процесс и вставляли в реакторы фильтры, которые невозможно напечатать. После печати они соединили модули между собой шлангами и установили в них крышки и клапаны.

Химики отметили, что им удалось провести синтез, хотя, он был немного менее эффективным, чем при использовании обычных стеклянных колб. Они связывают это с более шероховатой поверхностью напечатанного полипропилена, на которой осталась часть промежуточных веществ.

В 2016 году ученые разработали пятистадийный процесс синтеза действующего вещества известного противовирусного препарата Тамифлю, все стадии которого проходят в одной колбе без выделения промежуточных веществ.

Григорий Копиев