Koliko je kratka jedna sekunda? Trajanje sekunde može se definisati kao jedna 86.400-ta od 24-časovnog dana. Brzi voz koji putuje brzinom od 300 km na sat može preći razdaljinu od 83 metra u jednoj sekundi. U proseku, treptanje pojedinca traje 0,3 sekunde, što omogućava tri treptaja u roku od jedne sekunde. Zajednički tim istraživača iz POSTECH-a je predložio metodu sinteze jedinjenja na bazi fluora putem brze reakcije mešanja između gasovite komponente i tečnosti koja traje manje od jedne sekunde.
Istraživački tim koji predvode profesori Dong-Pjo Kim i Jeong-Un Joo (Odeljenje za hemijsko inženjerstvo u POSTECH-u), i profesor Heejin Kim i Hiune-Jea Lee (trenutno istraživač na Samsung Advanced Institute of Technology) sa Odeljenja za hemiju na Univerzitetu u Koreji je uspešno razvio novu metodu za sintezu trifluorometil intermedijera (-CF3) iz fluoroforma (CHF3).
Uključuje upotrebu specijalnog reaktora koji može da postigne ultra-brzo mešanje između gasa i tečnosti. Ovaj metod nudi obećavajuće izglede za sintezu novih novih lekova na bazi fluora. Istraživanje je objavljeno u časopisu Nature Communications.
Fluor se prirodno ne nalazi u svom čistom obliku, već postoji samo u obliku različitih hemijskih jedinjenja. Natrijum fluorid, jedinjenje koje sadrži fluor, koristi se kao sastojak paste za zube zbog svoje sposobnosti da oblaže zube i sprečava karijes.
Nedavne studije su istakle potencijal molekula sintetičkih lekova koji sadrže fluor jer poseduju visoku permeabilnost u ćelijske membrane obolelih tkiva i pokazuju jak afinitet vezivanja prema proteinima. Shodno tome, raste interesovanje za razvoj lekova koji sadrže fluor.
Postoji nekoliko pristupa za sintezu trifluorometila, ali najisplativija metoda uključuje zamenu atoma vodonika iz fluoroforma, jednostavnog prekursora, sa drugim elementom ili funkcionalnom grupom. Međutim, gasoviti fluoroform je isparljiv, što otežava mešanje sa tečnostima i pokazuje nisku reaktivnost. Štaviše, on se trenutno raspada, zahtevajući dodavanje supstance koja može da reaguje sa njim. Nažalost, ovaj proces može dovesti do neželjenih hemijskih reakcija koje dovode do niskog prinosa trifluorometila.
Da bi se rešio izazova sinteze trifluorometila iz fluoroforma, istraživački tim je razvio novi reaktor gas-tečnost sa kanalom u obliku cik-cak i visoko propusnim neporoznim membranama smeštenim između gornjeg i donjeg kanala. Ova konfiguracija je omogućila kovitlanje i mešanje superbaze, tečnosti koja se koristi za dehidrogenaciju, i gasovitog fluoroforma unutar reaktora.
Razbijanjem mehurića fluoroforma na manje komade kako bi se povećala površina kontakta između gasa i tečnosti, tim je uspeo da efikasno proizvede trifluorometil anjon (CF 3 – ). Za razliku od tradicionalnih pristupa, oni su efikasno proizveli intermedijer fluorida bez potrebe za stabilizatorima ili aditivima.
Istraživački tim je sintetizovao jedinjenje na bazi fluora tako što je odmah dodalo jedinjenje koje će reagovati sa intermedijerom anjona fluora. Ceo proces, koji je uključivao stvaranje intermedijera anjona fluora iz fluoroforma, odvijao se u roku od jedne sekunde. Tim je maksimizirao formiranje trifluorometil anjona, za koji je poznato da je kratkotrajan, i brzo je olakšao naknadnu reakciju pre nego što se intermedijer razgradi.
Ovaj metod je omogućio poboljšani prinos jedinjenja na bazi fluora i uveo robusnu tehniku za sintezu lekova na bazi fluora.
Nalazi istraživanja imaju značajne implikacije za industrijsku primenu u ekonomski efikasnoj sintezi fluoridnih jedinjenja, čineći ih praktičnijim i značajno doprinoseći studijama o nekoliko nestabilnih intermedijera.
