Når svovl forsvinder sporløst

Mange naturprodukter og lægemidler har et såkaldt dicarbonylmotiv-i visse tilfælde, imidlertid, deres forberedelse udgør en udfordring for organiske kemikere. I deres seneste arbejde, Nuno Maulide og hans kolleger fra universitetet i Wien præsenterer en ny rute for disse molekyler. De bruger oxiderede svovlforbindelser, selvom svovl ikke er inkluderet i det endelige produkt. Resultaterne er nu offentliggjort i Videnskab .

Organiske kemikere søger konstant nye molekyler til nye lægemidler og materialer. For at syntetisere molekyler, de vil analysere de funktionelle grupper, der er til stede inden for målet, og vælge en passende strategi i overensstemmelse hermed. Imidlertid, for nogle molekyler, at identificere en passende strategi kan være meget udfordrende, for eksempel, når afstandene mellem funktionaliteterne i molekylet ikke matcher den "naturlige" polaritet af potentielle forstadier.

Et klassisk eksempel er det, hvor to carbon-oxygen-dobbeltbindinger (også kaldet "carbonyl" -grupper) er adskilt af fire carbonatomer. "Disse 1, 4-dicarbonylforbindelser er betydeligt vanskeligere at lave end den tilsvarende 1, 3- eller 1, 5-analoger, og det er noget, vi lærer hver studerende i organisk kemi I ved universitetet i Wien, "siger Nuno Maulide, professor for organisk syntese ved Institut for Organisk Kemi på Universitetet.

For at lave disse motiver i laboratoriet, der findes ingen god strategi. "Det, vi lærer vores elever, er, at polaritetsinversionen af ​​en af ​​reaktionspartnerne er påkrævet, men der er ingen rigtig god løsning på problemet, "siger Maulide. Dette er et alvorligt problem, som 1, 4-dicarbonyler findes i mange naturlige produkter, lægemiddelmål og flere enzymhæmmere, der anvendes i lægemidler.

Nuno Maulide og hans kolleger fra afdelingen for organisk kemi ved universitetet i Wien har nu udviklet en ny syntetisk vej til disse strukturer ved hjælp af reagenser kaldet sulfoxider, en oxideret svovlart. "Det, der gør vores metode så fascinerende, er, at svovl er afgørende involveret i reaktionen, men det vises ikke engang i det sidste molekyle, "forklarer Immo Klose, DOC-stipendiat ved det østrigske videnskabsakademi og medforfatter af undersøgelsen. "Det er også det, der gør denne reaktion spændende, fordi det ved første øjekast ikke er indlysende, hvordan udgangsmaterialerne danner produktet, sagde Klose. under reaktionen, svovl forlader det reaktive molekyle på en såkaldt "sporløs" måde, hvilket betyder, at den ikke findes i de endelige produkter.

Ikke alene er sulfoxidpartneren kritisk i reaktionen, forskerne har vist, at ved at vælge det rigtige startende sulfoxid, hver ud af fire mulige isomerer af produktet kan opnås selektivt. "Vores sulfoxidreagenser har to positioner, der kan ændres:selve svovlet og de to carbonatomer, der er forbundet til det. Dette giver os fire mulige kombinationer, "forklarer Dainis Kaldre, tidligere Postdoc ved Institut for Organisk Kemi og medforfatter. "Det store er, ved at skifte mellem disse 4 mulige kombinationer, vi effektivt finjusterer reaktionen til at levere selektivt hver af de fire konfigurationer af det endelige produkt, der er mulige, "siger Kaldre. Dette gør metoden ekstremt generel og kraftfuld.

Nye lægemiddelmolekyler låst op

"Fleksibiliteten ved vores metode kan nu bruges til at lave en betagende mængde molekyler, der ikke engang var tænkelige før, "forklarer Maulide. Det har gruppen allerede vist i den indledende rapport i tidsskriftet Videnskab , hvor de demonstrerer en enkel måde at lave matrixmetalloproteinasehæmmere på. "Der var ingen god måde at lave disse forbindelser på. Især det var meget svært at lave en specifik konfiguration på selektiv måde; nu, med vores metode, vi kan gøre enhver ud af de 4 muligheder, forgodtbefindende, "siger Maulide.

Den reaktive art, som sulfoxiderne kombineres med, er noget eksotiske mellemprodukter kaldet "vinylkationer".

"Det er bemærkelsesværdigt, hvordan grundforskning om 'eksotiske molekyler' så let kan resultere i gennembrud for samfundet. Dette er en meget velkommen - og rettidig - påmindelse om den enorme værdi, der ligger i at investere i grundforskning, "så afsluttede Maulide.