Nghiên cứu “Vật liệu khung cơ kim chứa nhóm azobenzen làm xúc tác cho phản ứng amit hoá trực tiếp axit benzoic: tổng hợp hợp chất có hoạt tính sinh học”, với ý nghĩa giảm chi phí và khắc phục các điều kiện hạn chế trong sản xuất nhóm chức amide, là một công trình giàu giá trị ứng dụng trong các ngành công nghiệp.
Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu và báo cáo về nhóm chức amide, được tìm thấy rộng rãi trong các hợp chất có hoạt tính sinh học, vật liệu công nghiệp và nguyên liệu dược như Paracetamol hay Lipitor®. Tuy nhiên chi phí tạo ra hợp chất này vẫn quá cao, bởi phương pháp phổ biến là hoạt hoá carboxylic acid thành các hợp chất có hoạt tính cao hơn trước khi cho phản ứng với amines. Cách làm này tăng thêm giai đoạn trong quá trình điều chế và tăng giá thành sản phẩm.
Gần đây, có một số báo cáo về nghiên cứu sử dụng xúc tác kim loại chuyển tiếp làm xúc tác cho phản ứng trực tiếp mà không thông qua giai đoạn hoạt hoá, tuy nhiên các hệ này đòi hỏi điều kiện phản ứng khắc nhiệt (nhiệt độ cao), xúc tác đắt tiền, và phạm vi ứng dụng hẹp. Đặc biệt hệ xúc tác cho việc điều chế các chất có giá trị cao như nguyên liệu dược thì vẫn chưa được báo cáo.
TS. Thanh chia sẻ: Từ đầu năm 2015 anh đã có ý tưởng nghiên cứu nhằm khắc phục những hạn chế nêu trên. Sau khi được Đại học Quốc gia TP HCM phê duyệt đề xuất, anh và các cộng sự bắt đầu thực hiện một số thí nghiệm thăm dò như tổng hợp xúc tác là vật liệu tâm Zr trên linker Azo và hoạt tính xúc tác. Đồng thời thực hiện và hoàn tất các phần của phần thực nghiệm như tổng hợp vật liệu và khảo sát hoạt tính xúc tác.
Ngay trong năm 2015, kết quả nghiên cứu này của TS. Thanh đã được xuất bản trên Chemical Communications, tạp chí xếp hạng Q1 của Scimago với hệ số ảnh hưởng là 6,10. Nhóm nghiên cứu của anh đã đề ra được quy trình điều chế hợp chất cơ kim loại tâm Zirconium (Zr). Là loại tâm kim loại chuyển tiếp có giá thành không cao, nhưng việc tổng hợp vật liệu này rất khó khăn do độ bền của liên kết Zr-O. Cho tới nay mới có 3 loại Zr-MOFs được tổng hợp thành công.
Nhóm cũng đã nghiên cứu và điều chế được hệ xúc tác có hoạt tính vượt trội so với các hệ xúc tác trước đây trên phản ứng hình thành amide trực tiếp từ carboxylic acids và amines, ngay cả khi so với xúc tác đồng thể cùng tâm hay khác tâm kim loại. Đây cũng là lần đầu tiên, hệ xúc tác dị thể được nghiên cứu cho hiệu quả cao trên phản ứng tổng hợp các nguyên liệu dược đang được sử dụng rộng rãi hiện nay như Paracetamol, Flutamide, hay Procainamide.
Ngoài ra, nghiên cứu của TS. Thanh cũng làm sáng tỏ sự tương tác giữa linkers và tâm kim loại cũng như cơ chế hình thành hoạt tính xúc tác của vật liệu tổng hợp được. “Điều này rất quan trọng trong việc định hướng các nghiên cứu trong lĩnh vực tổng hợp và xúc tác” - TS. Thanh cho biết.
Bình luận