研究人员设计了一种高性能的开放获取连续流动工艺，以安全地从生物基糠醛中生产关键抗菌药物。
来自利埃（Liège）大学的研究人员设计了一种高性能的开放获取连续流动工艺，以安全地从生物基糠醛中生产关键抗菌药物。这项工作是在美国食品药品监督管理局（FDA）支持下开展的国际联盟中进行的。这项研究的结果已发表在《应用化学国际版》（Angewandte Chemie International Edition）上，并可公开获取。
硝化反应在化学中被认为是最危险的反应之一。除了其爆炸性外，传统的硝化试剂也非常激进，不适合敏感的生物基分子。糠醛是氮杂呋喃抗生素的关键前体，是一种脆弱的生物质衍生化合物。传统方法通常导致产量低、不稳定的可重复性以及显著的安全风险。
为了解决这些挑战，CiTOS（综合技术与有机合成中心）的研究人员开发了一种自动化的连续流动平台，用于原位生成和即时使用醋酸硝酸酯——一种更温和且选择性更强的硝化试剂。这使得氮杂呋喃药物前体的合成更加迅速、可扩展并且安全。
“这个平台结合了先进的自动化和实用的简便性，” CiTOS主任Jean-Christophe Monbaliu教授解释道。“它可以由一个人远程操作，并提供高质量的结果，代表了向更安全的制药制造迈出的重要一步。此外，我们可以使用相同的设备生产多种氮杂呋喃类药物。”
该工艺使用糠醛，这是从生物质中提取的化合物，被美国能源部认定为高价值生物基分子。它通过使用在一系列互联的流动模块中与醋酸硝酸酯进行硝化转化，流动模块配备了实时IR/UV分析工具、温度和压力传感器以及自动分离单元。“醋酸硝酸酯在操作或存储时极其危险，”博士生及研究的共同作者Loïc Bovy补充说。“但通过原位生成并即时消耗，我们消除了风险，同时保持了完全控制。”
该系统在世界卫生组织列出的四种抗菌化合物上成功测试，所有化合物在五分钟内生产，且纯度优良，产量高。“这不仅仅是一个化学过程——它提供了一个完整的开放获取解决方案，”高级博士后研究员及研究的主要作者Hubert Hellwig表示。“我们设计了定制模块、电子设备和控制系统，使这个平台安全、可扩展且可重复——所有数据都已免费提供。”
通过在CiTOS开发的这种自动化连续流动系统，现在能够高效安全地从生物质衍生的糠醛中生产关键的抗菌药物。通过降低与硝化相关的风险，这种开放获取的解决方案为实现一个更安全、更可持续和更高效的制药行业铺平了道路。
