Efektywne tworzenie „budulce” farmaceutyków w celu przyspieszenia badań nad odkryciem leków

Naukowcy demonstrują nową metodę wytwarzania określonej klasy związków organicznych, która obiecuje przyspieszyć badania nad odkryciem leków w przypadku kilku chorób.

Kilka leków, w tym na depresję, schizofrenię, i malarii, nie byłoby, gdyby nie rodzaj organicznego związku chemicznego o nazwie związki alicykliczne. Związki te są strukturami 3D utworzonymi, gdy trzy lub więcej atomów węgla łączą się w pierścień za pomocą wiązań kowalentnych, ale pierścień nie jest aromatyczny.

Związki aromatyczne (lub otony) to kolejna klasa związków organicznych, które są strukturami 2D o właściwościach reaktywnych różni się od tych związków alicyklicznych. Dobrze znanym przykładem jest benzen, sześciowęglowy pierścień składający się na przemienne wiązania jedno- i podwójne między atomami węgla.

Przez dearomatizing arenes, można uzyskać związki alicykliczne. W zasadzie, to dearomatization jest jednym z najpotężniejszych sposobów uzyskania związków alicyklicznych. Ale niektóre z najbardziej obficie dostępnych arenes, takich jak benzen i naftalen, są bardzo stabilne, i rozbijając je do budowy związków alicyklicznych było wyzwaniem. Przy istniejących metodach często duże ilości reagentów dają bardzo mało produktu.

„Wysoce skuteczna konwersja łatwo i dostępnych na rynku arenes do związków alicyklicznych o wysokiej wartości dodanej może przyspieszyć badania nad odkryciem leków skokowo”, mówi adiunkt Kei Muto i profesor Junichiro Yamaguchi z Waseda University w Japonii, którzy prowadzili odkrycie nowej skutecznej metody. Ich badanie zostało opublikowane w Royal Society of Chemistry’s Chemical Science.

W nowej metodzie bromoareny reagują z dwiema innymi klasami związków organicznych, związków diazo i malonatów, w obecności katalizatora palladu (związku, który umożliwia reakcję chemiczną), w optymalnych warunkach stężenia, temperatury i czasu (doświadczalnie ustalone w badaniu). Następnie wytwarzane są dobre ilości odpowiednich związków alicyklicznych.

„To, co jest naprawdę wyjątkowe w tej metodzie, to to, że szereg bromoarenów, w tym benzenoidy, azyny i heterole, można przekształcić w ich alicykliczne odpowiedniki”, mówi Muto. Mówi również o kluczowych częściach cząsteczki alicyklicznej, które nadają jej złożoność i użyteczność , grupy funkcjonalne dołączone do cyklicznych węgla. Mówi, „Uzyskane związki mają grupy funkcjonalne w dwóch punktach w łańcuchu cyklicznym, i te mogą być łatwo zróżnicowane poprzez dalsze reakcje, aby uzyskać wiele wysoce funkcjonalizowanych cząsteczek 3D.”

Zastosowanie malonatów jako reagenta pozwala na tę wielofunkcyjność, odróżniając tę nowatorską metodę od istniejących metod, które często są bardzo specyficzne pod względem możliwych produktów. Ponieważ wiadomo, że malonaty reagują głównie z kompleksami palladowo-benzylowymi, zastosowanie katalizatora na bazie palladu stało się kluczem do sukcesu tej metody. Katalizator palladu doprowadził do powstania półproduktu benzylo-palladowego, który mógł następnie reagować z malonatami, wytwarzając ostateczne wieloscenowe produkty alicykliczne.

W ten sposób zaprojektowanie odpowiedniego procesu katalizy było niezbędne do opracowania techniki transformacji aromatycznej na alicykliczną. „Następnie chcielibyśmy zaprojektować nowe katalizatory, aby ta reakcja była bardziej ogólna; to jest zgodne z szerszą gamą arenes”, mówi Yamaguchi.

Z ich przyszłych planów w miejscu, Muto i Yamaguchi są pewni dobra, że ich zespół pracy może zrobić na świecie: „Wierzymy, że ta reakcja organiczna pomoże badania odkrycie narkotyków wreszcie „uciec z flatland” z prostszych i 2D związków aromatycznych, że tak powiem, tym samym postęp chemii medycznej znacznie.”