​Ученые Томского политехнического университета разрабатывают совершенно новые каталитические методы получения оксо-производных бетулина — органического вещества, содержащегося в березовой коре.

Эти производные интересны для косметической, пищевой, а в особенности для фармацевтической промышленности, где они используются как прекурсоры (химические «строительные блоки», из которых можно построить другие вещества — ред.) для создания лекарственных препаратов. По данным исследователей университета, на сегодняшний день в мире не существует каталитических методов получения оксо-производных бетулина, хотя гетерогенно-каталитический подход обладает рядом важных преимуществ перед традиционными методами. Этот проект ученых Томского политеха получил поддержку Российского научного фонда, грант рассчитан на два года.

«Сейчас оксо-производные бетулина получают в основном с помощью реактива Джонса в сильнокислой среде. Он представляет собой смесь очень токсичного ангидрида хрома и сильных кислот. Получение оксо-производных бетулина по средствам окисления реактивом Джонса является достаточно сложным и малорентабельным процессом, характеризующимся низким выходом целевых продуктов (50-65 %), низкой температурой (-5 °С — +10 °С) и длительностью синтеза (до 24 часов), низкой селективностью окисления, приводящего к смеси продуктов, а также сложностью утилизации токсичного оксида хрома III и очень токсичного остаточного ангидрида хрома. Поэтому существует настоятельная необходимость в разработке более экологичной и эффективной методики», — говорит руководитель проекта, старший научный сотрудник Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий Екатерина Колобова.

В своих экспериментах исследователи используют катализаторы на основе наночастиц серебра и золота. Они состоят из подложки из различных оксидов, например, оксида титана, модифицированного в основном оксидами переходных металлов, таких как церий, железо, лантан и другие, с нанесенными на их поверхность наночастицами золота или серебра. Сами реакции окисления бетулина проходят в жидкофазной среде.

«В этой работе несколько новых моментов. Во-первых, сейчас не существует эффективных методов получения оксо-производных бетулина с использованием гетерогенных катализаторов. А предварительные исследования показали их перспективность за счет таких преимуществ — малый расход катализатора на единицу количества продукта, снижение или полное устранение токсичных сточных вод и расхода дополнительных реагентов на промывку реакционной массы, возможность повторного использования катализатора и растворителя после очистки. Плюс мы используем экологически чистые окислители, например, кислород или синтетический воздух», — поясняет руководитель проекта.

Во-вторых, как отмечает ученый, практически нет работ, посвященных жидкофазному окислению спиртов, а также других органических веществ, в которых в качестве катализатора используют системы на основе серебра.

«Это очень перспективное и экономически более целесообразное направление исследований за счет снижения энергозатрат и затрат на утилизацию отходов. Оценка каталитических свойств образцов в реакции жидкофазного окисления бетулина будет проводиться в реакторе периодического действия, в условиях, близких к требованиям “зеленой химии”: нетоксичный растворитель, отсутствие щелочных добавок и инициаторов, давление 1 атмосфера, температуры до 150 ºС и другие», — отмечает Екатерина Колобова.

Добавим, на первой стадии реализации проекта ученые Томского политеха с помощью наносеребрянных катализаторов уже успешно получают  бетулон. Результаты исследования опубликованы в журнале Fuel.

Похожие новости

  • 24/07/2018

    В Томске подвели итоги конкурса «Постдок ТПУ как аналог докторантуры»

    ​В Томском политехническом университете подвели итоги конкурса «Постдок ТПУ как аналог докторантуры», созданный для поддержки перспективных проектов молодых кандидатов наук. Проекты получают финансирование из средств Программы повышения конкурентоспособности ТПУ.
    93
  • 12/08/2016

    В ТГУ разрабатывают импортозамещающие огнезащитные составы

    ​Сотрудники Инжинирингового химико-технологического центра Томского государственного университета (ТГУ) разрабатывают технологии производства импортозамещающих огнезащитных составов для древесины и металла, сообщает местное издание.
    878
  • 06/03/2017

    Учёные ТГУ разработали новые сорбенты для выявления опасных веществ

    Ученые из лаборатории химической экологии ХФ ТГУ в рамках госзадания разработали новую группу сорбентов на основе силикагеля, способных из объектов окружающей среды выделять токсичные микропримеси даже в условиях очень низкой концентрации.
    1001
  • 17/03/2017

    Ученые ТГУ предложили свой способ снижения веса самолетов

    Ученые Томского государственного университета разработали специализированное покрытие, благодаря которому на 30 и более процентов можно уменьшить вес летательных аппаратов. Созданная в ТГУ технология не имеет в России аналогов и позволит снизить расходы на запуск и эксплуатацию аэрокосмической техники.
    949
  • 28/07/2016

    Эксперты подтвердили высокое качество производимой на реакторе ТПУ ортофосфорной кислоты

    ​Произведенная на исследовательском реакторе Томского политехнического университета ортофосфорная кислота, внутри которой находится атом фосфора-32, прошла независимую экспертизу.  В заключении экспертов говорится, что представленный образец "полностью соответствует предъявляемым требованиям".
    1332
  • 04/12/2017

    Химики ТГУ разработали первую отечественную технологию синтеза пентамина

    ​В лаборатории органического синтеза ТГУ разработана первая отечественная технология синтеза пентамина - субстанции, которая используется для производства лекарственных препаратов. Сейчас российские предприятия приобретают это вещество у Китая, который является главным экспортером пентамина в мире.
    442
  • 21/09/2017

    Химики ТГУ синтезируют серебросодержащий материал для замены костей

    ​Ученые кафедры неорганической химии ХФ ТГУ работают над улучшением бактерицидных свойств гидроксиапатита - основного компонента костной ткани, применяемого для изготовления имплантатов. В процессе синтеза материала химики используют ионы цинка и серебра, которые должны снизить количество послеоперационных осложнений, имеющих инфекционную природу.
    444
  • 18/01/2018

    Химики ТГУ оценили экологическое состояние городов по анализу волос

    ​Ученые ХФ ТГУ провели спектральный анализ волос жителей Томска и Усть-Каменогорска с целью оценки состояния окружающей среды в этих областных центрах. Для исследования применялась авторская методика, разработанная сотрудниками химического факультета.
    528
  • 30/05/2017

    Ученые испытали препараты для лечения сложных случаев наркомании и алкоголизма

    ​Специалисты НИИ психического здоровья Томского национального исследовательского медицинского центра РАН испытали новые методы лечения сложных случаев алкоголизма и наркомании. По данным специалистов, в настоящее время увеличивается число случаев сочетания проявлений наркологической или алкогольной зависимости с другими психическими расстройствами.
    1144
  • 26/04/2018

    В Томске разработали биополимер, контролирующий время действия лекарств

    ​Ученые из лаборатории полимеров и композиционных материалов Томского государственного университета (ТГУ) разработали биополимер, который поможет медикам и фармацевтам контролировать время действия лекарственных препаратов.
    228