تولید پیشماده دارویی با «گندله آهن»
در فرایندهای شیمیایی، واکنشهای موسوم به «چند جزئی» وجود دارند که در آنها، دو یا بیشتر از دو جزء با یکدیگر واکنش داده و منجر به تولید فرآوردهای نهایی میشوند که در آن بخشهایی از همه اجزای اولیه وجود دارد. در این واکنشها، با ترکیب چندین مرحله تهیه بدون جدا کردن حد واسط و تغییر شرایط، سنتز دلخواهی حاصل میشود. اینگونه واکنشها به دلیل کوتاهی و تنوع فرآیند، صرفهجویی در زمان، پایین بودن هزینههای موردنیاز، ویژگی تکمرحلهای بودن و تشکیل و شکستن تعداد زیادی از پیوندها بهصورت همزمان، از اهمیت ویژهای در شیمی آلی و دارویی برخوردار هستند.
«دی هیدروپیریمیدینها» دستهای از هتروسیکلهای آلی نیتروژندار هستند که از واکنش سهجزئی آلدئیدهای آروماتیک، ترکیبهای βـ دی کربونیل و مشتقهای اوره به دست میآیند. این مواد، ویژگیهای زیستی و درمانی زیادی دارند و ازاینرو، در چند دهه اخیر، بسیار موردتوجه واقع شدهاند. دی هیدروپیریمیدینها و مشتقهای آنها کاربردهای زیستی و دارویی گستردهای ازجمله خواص ضدویروس، ضد سرطان، ضد باکتری، ضدالتهاب و ضد ایدز از خود نشان دادهاند.
«دی هیدروپیریمیدینها» دستهای از هتروسیکلهای آلی نیتروژندار هستند که از واکنش سهجزئی آلدئیدهای آروماتیک، ترکیبهای βـ دی کربونیل و مشتقهای اوره به دست میآیند.
با توجه به اهمیت زیستی دی هیدروپیریمیدینها و عیبهای برخی از روشهای ارائهشده برای تولید آنها بهویژه از منظر زیستمحیطی، محققینی از دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرمان در فعالیتی پژوهشی از گندله آهن بهعنوان یک کاتالیست طبیعی و سازگار با محیطزیست برای تهیه این خانواده از ترکیبها استفاده کردهاند. گندله آهن، گلولههای تولیدشده از نرمه سنگآهن و سایر مواد افزودنی است که نخست خام و سپس پختهشده و سخت میشود. از این ماده در صنعت برای تولید آهن در کوره بلند استفاده میشود.
برای انجام این پژوهش، محققین کاتالیست طبیعی گندله آهن را از منطقه جنوب سیرجان تهیه کردند. ریختشناسی سطح جامد این کاتالیست با استفاده از میکروسکوپ الکترونی انجام شد و سپس جداسازی و خالصسازی مواد شیمیایی و حلالها بهوسیله روشهای رایج جداسازی به انجام رسید.
در این تحقیق، مشتقهای 3، 4-دی هیدروپیریمیدین با واکنش سه جزیی و تکمرحلهای اتیل استواستات، اوره و انواع متفاوتی از آلدئیدهای آروماتیک در حلال آب و اتانول و در حضور کاتالیست طبیعی گندله آهن تهیه شدند.
نتایج بهدستآمده پس از انجام آزمایشها نشان داد که با افزایش مقدار کاتالیست یا همان گندله آهن، بازده فرآورده به شکل قابلتوجهی افزایش مییابد.
پس از مشتقسازی فرآوردههای دی هیدروپیریمیدین، مشخص شد وجود فلزهای واسطه بهویژه فلز آهن در ساختار کاتالیست و تمایل آن به ترکیب با اتمهای اکسیژن و نیتروژن میتواند باعث تسریع تراکم اوره با آلدئیدهای آروماتیک و درنتیجه تشکیل پیش مادههای دی هیدروپیریمیدین شود.
به گفته مکتایی و شیخ حسنی که انجام این پژوهش را به عهده داشتهاند: «علاوه بر این موارد، مقایسه شرایط روش
ارائهشده نسبت به برخی از روشهای گزارششده قبلی نشان میدهد که کاتالیست طبیعی گندله آهن در بهبود زمان و بازده واکنش نقش مهمی را ایفا میکند».
با توجه به نتایج دریافتی از این مطالعه که نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران وابسته به پژوهشکده صنایع شیمیایی جهاد دانشگاهی به انعکاس آنها پرداخته، روش ارائهشده در این پژوهش، یک روش مناسب برای تهیه مشتقهای دی هیدروپیریمیدین بر اساس موازین شیمی سبز است.
از برتریهای روش ارائهشده در این تحقیق میتوان به بازده خوب فرآوردهها، ارزان و طبیعی بودن کاتالیست، قابلیت استفاده دوباره کاتالیست و روش جداسازی و خالصسازی آسان آن اشاره کرد. همچنین به گفته مجریان این طرح پژوهشی، استفاده از آب بهعنوان محیط واکنش، این فرآیند را ازنظر اقتصادی مقرونبهصرفه و ازلحاظ زیستمحیطی ارزشمند میسازد.
گزارش: محمدرضا دلفیه
منبع: مکتایی، م. و شیخ حسنی، ع. 1396. گندله آهن: یک کاتالیست طبیعی و قابل بازیافت برای تهیه دی هیدروپیریمیدینها در محیط آبی. نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، 36(1): 93-83.