Investigadores de la Universidad de Lieja, en Bélgica, han desarrollado un innovador proceso de flujo continuo de alto rendimiento para la producción segura de importantes fármacos antibacterianos a partir del furfural, un compuesto bio-basado. Este avance, publicado en la revista Angewandte Chemie International Edition, se presenta como una solución accesible y eficaz para la industria farmacéutica.
Las reacciones de nitración son reconocidas por su peligrosidad en el ámbito químico. Los agentes nitrantes convencionales no solo poseen una naturaleza explosiva, sino que también son altamente agresivos y poco compatibles con moléculas bio-basadas sensibles. El furfural, precursor clave para la producción de antibióticos nitrofuranos, es un compuesto derivado de biomasa que presenta características frágiles. Los métodos tradicionales a menudo resultan en bajos rendimientos, reproducibilidad inconsistente y riesgos significativos para la seguridad.
Una solución innovadora y segura
Para abordar estos desafíos, el Centro de Tecnología Integrada y Síntesis Orgánica (CiTOS) ha diseñado una plataforma automatizada de flujo continuo que permite la generación in situ y el uso inmediato de nitrato de acetilo, un agente nitrante más suave y selectivo. Esta innovación permite la síntesis rápida, escalable y mucho más segura de precursores de fármacos nitrofuranos.
“Esta plataforma combina la automatización avanzada con una simplicidad práctica”, explica el profesor Jean-Christophe Monbaliu, director de CiTOS. “Puede ser operada de forma remota por una sola persona y ofrece resultados de alta calidad, representando un gran avance hacia una fabricación farmacéutica más segura. Además, podemos producir múltiples fármacos basados en nitrofuranos utilizando la misma configuración”.
El proceso utiliza furfural, un compuesto identificado por el Departamento de Energía de EE.UU. como una molécula bio-basada de alto valor. Este se transforma mediante nitración utilizando nitrato de acetilo dentro de una serie de módulos de flujo interconectados, equipados con herramientas analíticas IR/UV en tiempo real, así como sensores de temperatura y presión, y una unidad de separación automatizada.
“El nitrato de acetilo es extremadamente peligroso cuando se manipula o almacena”, añade Loïc Bovy, estudiante de doctorado y coautor del estudio. “Sin embargo, al generarlo in situ y consumirlo instantáneamente en flujo, eliminamos el riesgo mientras mantenemos un control total”.
El sistema fue probado con éxito en cuatro compuestos antibacterianos recomendados por la Organización Mundial de la Salud, todos producidos en menos de cinco minutos con una pureza y rendimiento excepcionales. “Este no es solo un proceso químico; ofrece una solución completa y de acceso abierto”, afirma Hubert Hellwig, investigador postdoctoral senior y autor principal del estudio. “Diseñamos módulos personalizados, electrónica y sistemas de control para que esta plataforma sea segura, escalable y reproducible; y todos los datos están disponibles de forma gratuita”.
Con este sistema automatizado de flujo continuo, se abre la posibilidad de producir de manera eficiente y segura fármacos antibacterianos clave a partir del furfural, un recurso derivado de la biomasa. Al reducir los riesgos asociados a la nitración, esta solución accesible allana el camino hacia una industria farmacéutica más segura, sostenible y eficiente.
El proyecto contó con la colaboración de socios del Instituto Tecnológico de Massachusetts, la Universidad del Northeastern, la Universidad de Puerto Rico y el Instituto Nacional de Tecnología Farmacéutica.
