En ny måde at skabe molekyler til lægemiddeludvikling

Kemikere ved Ohio State University har udviklet en ny og forbedret måde at generere molekyler på, som kan muliggøre design af nye typer syntetiske stoffer.

Forskere siger, at denne nye metode til at danne reaktive mellemprodukter kaldet ketylradikaler tilbyder forskere en måde at bruge katalysatorer til at omdanne simple molekyler til komplekse strukturer i én kemisk reaktion. Dette gøres på en mindre barsk, mere bæredygtig og affaldsfri måde.

"Den tidligere strategi for at skabe ketylradikaler er omkring et århundrede gammel. Vi har fundet en komplementær måde at få adgang til ketylradikaler ved hjælp af LED-lys til syntese af komplekse, lægemiddellignende molekyler, " sagde David Nagib, medforfatter til det nye studie og assisterende professor i kemi og biokemi ved Ohio State. Undersøgelsen blev offentliggjort 12. oktober i tidsskriftet Videnskab .

Historien starter med carbonyler, forbindelser, der fungerer som en af ​​de mest almindelige byggesten til at skabe potentielle nye lægemidler. I modsætning til klassisk carbonylkemi undervist i indledende organiske lærebøger, når carbonyler omdannes til deres "radikale" form, de bliver meget mere reaktive. Disse radikale, indeholdende en uparret elektron, der desperat søger sin partner, sætte forskere i stand til at knytte nye bånd, for at skabe komplekse, lægemiddellignende produkter.

Indtil nu, dannelse af ketylradikal har krævet stærke, skrappe stoffer kaldet reduktionsmidler, som natrium eller samarium, at fungere som katalysatorer. Disse reduktionsmidler kan være giftige, dyrt og uforeneligt med fremstilling af medicin, sagde Nagib.

I dette studie, forskerne fandt en måde at bruge mangan som en katalysator, der kunne aktiveres med et simpelt LED-lys.

"Mangan er meget billigt og rigeligt, hvilket gør det til en fremragende katalysator, " sagde han. "Også, det giver os adgang til radikaler ved hjælp af en komplementær atomoverførselsmekanisme, snarere end den klassiske elektronoverførselsmekanisme."

Ikke alene er mangan billigere og mere rigeligt, det er faktisk mere selektivt til at skabe produkter med definerede geometrier, så de kan passe ind i narkotikamål, undersøgelsen fandt. Processen er mindre spild, såvel, genbruge det jodatom, der blev brugt til at lave radikalerne ved at inkludere det i de mere funktionelle produkter.

Denne nye metode til at generere ketylradikaler gør det muligt for forskere at skabe mere alsidige og komplekse strukturer, der kunne være nyttige til at generere ny medicin, sagde Nagib.

Medforfattere til undersøgelsen, alt fra Nagibs laboratorium i Ohio State, er Lu Wang, Jeremy Lear, Sean Rafferty og Stacy Fosu. Wang, en ledende videnskabsmand på dette projekt, afsluttede for nylig sit postdoc-stipendium og arbejder nu for Merck, en stor medicinalvirksomhed.

Denne forskning blev finansieret af National Science Foundation og National Institutes of Health.