В химии и химической технологии одной из основных областей применения наноструктур несомненно является катализ. Свидетельством тому является опережающий рост публикаций по катализу: 5.4 % роста по сравнению с 2.9 % для всех научных публикаций по отношению к периоду 1996–2005 гг.

Возможности создания и применения наноразмерных катализаторов доказаны во многих работах. Это позволяет рассмотреть их использование в одной из областей тонкого органического синтеза − в получении субстанций для лекарственных средств, витаминов и пищевых добавок, т.е. в фармацевтической и пищевой промышленности.

Правомерно возникает вопрос: почему мы фокусируем внимание на фарминдустрии? А как же тяжелая химия и нефтехимия, в которых количество каталитических процессов очень велико, а роль этих отраслей в формировании ВВП Российской Федерации намного весомее роли фармацевтической промышленности? Ответ на этот вопрос достаточно прост и лежит в плоскости социальной значимости, поскольку потребности человека в сферах питания и здравоохранения, степень их удовлетворения хотя и зависят от экономической ситуации, но никогда не являются второстепенными.

«Фармацевтическая отрасль относится к числу стратегически важных секторов экономики для государства. При этом российская фармацевтика – одна из потенциально наиболее наукоемких и инновационных отраслей российской экономики» (генеральный директор Ассоциации Российских фармацевтических производителей Виктор Дмитриев).

При этом необходимо учитывать ситуацию, которая сложилась на фармацевтическом рынке в России в настоящее время:

• более 75 % лекарств и биологически-активных добавок (БАД) в наших аптеках – импортного производства;
• 90 % лекарств и БАД в нашей стране производятся из зарубежного сырья;
• за период с 1992 по . объем производства субстанций в Российской Федерации сократился более чем в 6 раз;
• наибольший удельный вес в себестоимости витаминов и лекарственных веществ занимают затраты на сырье и материалы (около 40 %), что очень сильно повлияло на отпускные цены при учете девальвации рубля в конце 2008 и начале 2009 гг.;
• лидерами по поставкам фармацевтических субстанций в Российскую Федерацию являются индийские и китайские поставщики, качество продукции которых, как известно, не всегда соответствует принятым стандартам.

Группа химиков из Института элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН и Тверского государственного технического университета разработала методы формирования моно-(Pt, Ru, Pd), би-(Pt-Pd, Pt-Ru, Pd-Ru) и триметаллических (Pt-Pd-Ru) наночастиц в порах сверхсшитого полистирола. Это позволяет получить активные, стабильные и селективные нанокатализаторы для ряда важнейших процессов, использующихся в синтезе витаминов, пищевых добавок и лекарственных веществ. Исследованные наноразмерные катализаторы вызывают не только очевидный научный интерес, но и несомненно практически перспективны, так как для них характерны сравнительно невысокие требования к чистоте используемого сырья и реактивов, простота аппаратурного оформления и технологии проведения процесса, высокие выходы целевого продукта, экологическая безопасность и высокая стабильность, т.е. достоинства, необходимые для промышленного использования. Промышленное использование наноразмерных катализаторов на основе сверхсшитого полистирола является вполне реальным, так как последний производится компанией Purolite Int. (U.K.) и поставляется по цене 10 $ за . Разработка высокоэффективных нанокатализаторов для процессов окисления позволит, по мнению авторов, также решить и некоторые другие проблемы в фарминдустрии. Так, например, предлагаемые нанокатализаторы могут быть успешно использованы в промышленной технологии получения инъекционных растворов инсулина с использованием в качестве стабилизаторов и консервантов фенола и его производных. Металлосодержащие наноразмерные системы также показали перспективность для каталитической очистки сточных вод от соединений фенольного типа.

Работа поддержана Программой фундаментальных исследований ОХМН РАН – «Направленный синтез веществ с заданными свойствами и создание функциональных материалов на их основе»: Энантиоселективный катализ нанокомпозитами платиновой группы, Программой фундаментальных исследований ОХНМ РАН – «Разработка научных основ новых химических технологий с получением опытных партий веществ и материалов»: Прямое каталитическое окисление L-сорбозы на современных высокоэффективных наноразмерных платиновых катализаторах, VI Рамочной Программой ЕС, STRP

506621–1, Tailored nanosized metal catalysts for improving activity and selectivity via engineering of their structure and local environment.

Источник информации: Российские нанотехнологии, т. 4, N 9–10, с. 94–108 (2009).

Дополнительная информация: Валецкий П.М., кандидат химических наук, Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН, E-mail: vpyotr@gmail.com