Исследователи Новосибирского государственного университета выяснили, как можно контролировать направление механохимических превращений в системе «пироксикам — янтарная кислота», и предложили метод управления этими процессами с помощью изменения режима механического воздействия и добавок малых количеств жидкостей. Результаты опубликованы в флагманском международном журнале RSC Mechanochemistry. В основе работы — часть бакалаврской дипломной работы студента Артёма Голомолзина, защищённой с отличием в июне этого года. Исследование выполнено при поддержке гранта РНФ.
Пироксикам — классический представитель лекарственных соединений с низкой водной растворимостью, но высокой проницаемостью через клеточные мембраны. Для улучшения его растворимости ранее использовали аморфизацию, переводя нейтральные молекулы в цвиттер-ионную форму, однако это снижало проницаемость. Альтернативный путь — получение со-кристаллов пироксикама с органическими кислотами, где он остаётся в нейтральной форме, — вызывает большой интерес. Результаты значимы и для других оксикамов: мелоксикама, теноксикама, лорноксикама.
Ещё в 2014 году учёные обнаружили необычный эффект: при ударной нагрузке со-кристалл пироксикама с янтарной кислотой образовывался из исходных компонентов, а при растирающей — напротив, разлагался. Однако причины этого оставались неясными. В новой работе исследователи нашли способ управления процессом с помощью распространённой коммерческой мельницы, комбинируя разные режимы механического воздействия с добавками малых количеств специально подобранных жидкостей.
Для чистоты эксперимента учёные с помощью 3D-печати изготовили ротационную мельницу с практически нулевой ударной нагрузкой, спроектированную для использования с контейнером вибрационной мельницы Fritsch Pulverisette 23. Кроме того, они адаптировали редко используемый метод оценки интенсивности ударного воздействия в закрытом контейнере — по анализу формы волны и звукового спектра, издаваемого мелющим телом при движении. Это позволило напрямую подтвердить выдвинутые гипотезы.
Результаты работы могут быть полезны для контроля и управления механохимическими процессами получения фармацевтических со-кристаллов, а также для фундаментального понимания факторов, влияющих на ход таких реакций. Как отметила профессор Елена Болдырева, механохимия имеет ряд преимуществ перед классическим синтезом в растворе: использование малого количества растворителей, увеличение скорости процесса и выхода продукта, возможность получения необычных метастабильных фаз.
Изображение: Пресс-служба Новосибирского государственного университета
