Das Vilsmeier-Reagenz ist für die Herstellung einer Vielzahl von Arzneimitteln erforderlich, seine instabile Natur und die giftige Vorstufe Phosgen stellen jedoch eine Herausforderung für seine Verwendung dar. Ein neues Verfahren, das Phosgen, das Vilsmeier-Reagenz und die gewünschten Produkte effizient in einem Fluss produziert, soll die Industrie umweltfreundlicher und sicherer machen.
Für die Herstellung vieler pharmazeutischer Wirkstoffe ist eine Chemikalie namens Vilsmeier-Reagenz notwendig, die jedoch äußerst instabil ist. Deshalb wird es, wo immer möglich, vor Ort und auf Abruf produziert. Darüber hinaus verwenden die derzeit verwendeten Methoden zur Herstellung des Reagens entweder Phosgen, das selbst eine instabile und hochgiftige Chemikalie ist, oder wenn Phosgen vermieden wird, entstehen giftige oder schwer zu entfernende Nebenprodukte.
Der Chemiker Tsuda Akihiko von der Universität Kobe ist auf On-Demand-Systeme spezialisiert und mithilfe eines einzigartigen UV-Strahlungsansatzes gelang es seiner Gruppe zuvor, sowohl Phosgen als auch das Vilsmeier-Reagens aus relativ sicheren und stabilen Ausgangschemikalien direkt im selben Gefäß wie die vorgesehenen Reaktionssubstrate herzustellen . Dies bedeutet, dass sie die gesamte Reaktion so durchführen konnten, als ob weder Phosgen noch das Vilsmeier-Reagenz vorhanden wären.
Während ihre Technik anfangs dadurch eingeschränkt war, dass es sich um einen Batch-Prozess handelte und sie daher nicht leicht skalierbar war, haben sie kürzlich ein völlig neuartiges Durchflusssystem für die Herstellung von Phosgen entwickelt und damit die Möglichkeit für die skalierbare On-Demand-Produktion anderer Chemikalien geschaffen, die Phosgen benötigen. Tsuda erklärt: „Unsere Gruppe entdeckte zum ersten Mal, dass Chloroform, ein übliches organisches Lösungsmittel, bei Bestrahlung mit ultraviolettem Licht eine photochemische Oxidation zu Phosgen mit hoher Effizienz durchläuft. Unsere ‚Photo-on-Demand-organische Synthesemethode‘ basiert auf dieser chemischen Reaktion.“ ist ein großer Schritt für die phosgenbasierte organische Synthese.“
In einer in der Zeitschrift veröffentlichten Studie Forschung und Entwicklung organischer Prozesse, hat die Gruppe ihr einzigartiges Verfahren angepasst, um ein Durchflusssystem zu schaffen, das das Vilsmeier-Reagenz bei Bedarf aus Phosgen für die direkte Reaktion mit jedem gewünschten Substrat produziert. Das Phosgen selbst wurde im selben On-Demand-Flow-System aus Chloroform, einer relativ sicheren und stabilen Ausgangsverbindung, hergestellt, wodurch ein skalierbares, sicheres und effizientes Reaktionssystem zur Herstellung einer breiten Palette nützlicher Chemikalien geschaffen wurde.
„Dieses Reaktionssystem verbraucht weniger Energie, produziert weniger Abfall und ermöglicht eine vielseitige sowie skalierbare chemische Synthese. Diese Eigenschaften tragen positiv zur Ökobilanz der Produkte bei, was in der Industrie besonders wichtig ist“, kommentiert Tsuda.
Somit ist dieser Prozess ein großer Schritt in Richtung einer sichereren und umweltfreundlicheren Produktion pharmazeutischer Chemikalien. Darüber hinaus ermöglicht es auch eine stärker lokale Produktion dieser Schlüsselchemikalien und verringert so die Abhängigkeit von der Produktion im Ausland.
Mehr Informationen:
Yue Liu et al, Flow Photo-on-Demand Synthesis of Vilsmeier Reagent and Acyl Chlorides from Chloroform and its Applications to Continuous Flow Synthesis of Carbonyl Compounds, Forschung und Entwicklung organischer Prozesse (2023). DOI: 10.1021/acs.oprd.3c00267