En el futuro, Los cuellos de botella en el suministro de medicamentos podrían eliminarse más fácilmente. Una máquina automatizada para síntesis radial desarrollada por químicos del Instituto Max Planck de Coloides e Interfaces permitirá la producción flexible de agentes médicos y otros productos químicos. El aparato se puede reprogramar rápidamente para la síntesis de diversas sustancias, incluso complejas, sin necesidad de modificaciones. Puede combinar pasos de síntesis que anteriormente requerían varios dispositivos. El dispositivo también puede producir los materiales de forma remota. La nueva tecnología también facilita los desarrollos químicos basados ​​en datos y, por lo tanto, podría acelerar la búsqueda de nuevos productos químicos y procesos de reacción.

La producción química es un trabajo de precisión. Ya sean agentes médicos u otros productos químicos, Los químicos siempre deben diseñar individualmente los procesos de fabricación. También deben diseñar los sistemas correspondientes específicamente para cada producto. Esto podría facilitarse enormemente con la máquina automática de síntesis radial, al menos si no se necesita una sustancia en grandes cantidades. "Con síntesis radial, estamos creando un cambio de paradigma en la química, "dice Peter Seeberger. Un equipo del Departamento del Director del Instituto Max Planck de Coloides e Interfaces ayudó a desarrollar el nuevo enfoque de la síntesis química.

Acceso flexible a sustancias

Por un lado, la máquina de síntesis permite suministrar a las personas en lugares de difícil acceso o en áreas sin industria química agentes médicos u otras sustancias según sea necesario si no pueden almacenarse o transportarse allí. Esto podría ser útil durante una escasez inesperada de agentes médicos activos y proporcionar a las personas de los países en desarrollo un acceso flexible a las sustancias. especialmente cuando no se puede prever la necesidad. "El único cuello de botella podría ser la disponibilidad de productos químicos básicos, "dice Seeberger." Pero con las materias primas a mano, esta es una gran oportunidad ".

Por otra parte, la máquina de síntesis flexible abre perspectivas completamente nuevas para la investigación química. Después de todo, Los agentes médicos, en particular, tienen a menudo una estructura complicada. Las diferencias menores pueden tener efectos importantes. En la búsqueda de la mejor sustancia, Los químicos suelen sintetizar muchas moléculas diferentes con ligeras variaciones. Hasta ahora, con frecuencia han tenido que cambiar (o al menos reconstruir) su equipo. Esto implica un trabajo manual que requiere mucho tiempo. Esto también se aplica al desarrollo de las vías de reacción óptimas una vez que se ha encontrado la molécula más eficaz.

Química basada en el modelo de servicios de Internet

"Con síntesis radial, podemos eliminar en gran medida el trabajo manual de la química, "dice Seeberger. Si se sale con la suya, La química pronto funcionará como servicios de Internet:"Puede estar sentado frente a su computadora, pero el servidor en el que se ejecuta una aplicación se encuentra en otro lugar del mundo, "dice Seeberger. Del mismo modo, los químicos pueden controlar sus experimentos de forma remota. "Esto nos permitirá probar muchas más sustancias y reacciones, "dice Seeberger". De esta manera, podemos recopilar muchos más datos, y mucho más fiables ". Sucesivamente, podría ayudar al análisis de macrodatos en química. "Y ultimamente, incluso una inteligencia artificial que haya desarrollado la competencia química a través del entrenamiento con grandes cantidades de datos podría hacerse cargo de la búsqueda de nuevas sustancias potenciales para una aplicación deseada o vías de reacción eficientes, ", dice Seeberger. Los químicos podrían dedicar su energía a tareas para las que no pueden basarse en la experiencia y que, por lo tanto, no pueden resolverse utilizando métodos basados ​​en datos.

El alcance experimental lo proporciona la síntesis radial porque combina dos técnicas de proceso fundamentalmente diferentes:cíclica y lineal. La síntesis cíclica es el método de elección cuando los químicos quieren producir biopolímeros como proteínas, carbohidratos o hebras de ADN. Al hacerlo, hacen pasar una molécula en un ciclo a través de un recipiente de reacción en el que tiene lugar el mismo tipo de reacción química una y otra vez, de modo que la molécula crece gradualmente en una cadena. También se pueden vincular diferentes elementos a la cadena en los ciclos individuales. En síntesis lineal, por otra parte, una molécula pasa a través de varias estaciones donde tienen lugar diferentes reacciones en diferentes aparatos o al menos en diferentes partes de un aparato.

Industria

Los investigadores de Potsdam ahora están combinando las dos técnicas colocando varios reactores para síntesis cíclicas en un círculo alrededor de una especie de plato giratorio. Esto les permite transportar productos intermedios de forma remota de un reactor cíclico a otro y combinarlos con pasos de proceso lineales. "Podemos combinar de forma flexible diferentes reacciones, incluso las rápidas y lentas, ", dice Seeberger. Las conversiones químicas que tienen lugar a diferentes velocidades no se pueden llevar a cabo de manera eficiente en plantas químicas lineales convencionales porque la mezcla de reacción fluye a través de ellas a una velocidad constante.

Los investigadores de Potsdam ahora probarán más la versatilidad de la síntesis radial. Ya han registrado la tecnología como patente, y las primeras empresas industriales ya han expresado su interés. Esto se debe a que la nueva máquina de síntesis puede ayudarlos a acelerar drásticamente la investigación de nuevos productos y su desarrollo. Esto no solo ahorraría costes, sino que también podría conducir a una mayor innovación.