研究人员设计出一种高性能开放式连续流工艺，可安全地从生物基糠醛中生产关键抗菌药物。
硝化反应是化学领域最危险的反应之一。除了具有爆炸性，传统硝化试剂还具有强腐蚀性，极不适用于敏感的基于生物质的分子。糠醛是硝基呋喃类抗生素的关键前体，是一种脆性的生物质衍生化合物。传统方法通常导致收率低、重现性差且存在重大安全风险。
为解决这些挑战，有机合成综合技术中心（CiTOS）的研究人员开发了一种自动化连续流平台，用于原位生成并即时使用硝酸乙酰酯——一种更温和、选择性更高的硝化试剂。这使得硝基呋喃药物前体的合成能够快速、可规模化且更安全。
"该平台将先进自动化与实践简便性相结合，" CiTOS主任让-克里斯托夫·蒙巴柳教授解释道。"它可由单人远程操作并产出高质量结果，代表着迈向更安全药物生产的重要一步。此外，我们可以使用同一套装置生产多种基于硝基呋喃的药物。"
该工艺使用糠醛，一种源自生物质的化合物，被美国能源部认定为高价值生物基分子。它通过硝酸乙酰酯在一系列互连的流动模块中进行硝化转化，这些模块配备实时红外/紫外分析工具、温度和压力传感器以及一个自动分离单元。"硝酸乙酰酯在操作或储存时极其危险，" 该研究的共同作者、博士生洛伊克·博维补充道。"但通过原位生成并在流动中即时消耗，我们在保持完全控制的同时消除了风险。"
该系统在世界卫生组织列出的四种抗菌化合物上成功进行了测试，所有化合物均在五分钟内生产完成，具有优异的纯度和高收率。"这不仅是一个化学过程——它提供了一个完整的开源解决方案，" 该研究的资深作者、高级博士后研究员休伯特·黑尔维希表示。"我们设计了定制模块、电子设备和控制系统，使该平台安全、可扩展且可重现——所有数据均已免费公开。"
借助在CiTOS开发的这套自动化连续流系统，现在能够高效、安全地从生物质衍生的糠醛生产关键的抗菌药物。通过降低硝化相关风险，这一开源解决方案为更安全、更可持续、更高效的制药工业铺平了道路。