Kemikere udvikler en bioinspireret strategi til kontrolleret syntese af polyener

De forekommer i naturen, er reaktive og spiller en rolle i mange biologiske processer:polyener. Det er ikke underligt, at kemikere i lang tid har været interesseret i at konstruere disse forbindelser effektivt – ikke mindst for at kunne bruge dem til fremtidige biomedicinske anvendelser. Imidlertid, Sådanne designs er i øjeblikket hverken enkle eller billige og stiller organiske kemikere over for store udfordringer. Forskere ved universitetet i Münster (Tyskland) ledet af prof. Ryan Gilmour har nu fundet en bioinspireret løsning på problemet:Det lykkedes dem at konstruere komplekse polyener såsom retinsyre ud fra simple, geometrisk veldefinerede alkenbyggesten. At gøre dette, forskerne brugte små molekyler som "antenner", som de exciterede med lys, derved gør det muligt for vanskelige kemiske reaktioner at forløbe via en proces kendt som "Energy Transfer Catalysis".

"Processen giver os et lysdrevet, operativ simpel løsning på en gåde, der har optaget os i lang tid, " siger Dr. John J. Molloy, undersøgelsens første forfatter. Den nye mulighed for at danne komplekse polyener kunne lette udforskningen af ​​disse bioaktive materialer til lægemiddelopdagelse. Undersøgelsen er blevet offentliggjort i tidsskriftet Videnskab .

Baggrund og metode:

De alkener, som forskerne bruger, er strukturelle enheder, der kan eksistere i to ikke-ækvivalente geometriske former. Disse såkaldte stereoisomerer – dvs. forbindelser, hvor bindingsmønsteret er det samme, men som adskiller sig i det rumlige arrangement af atomerne - er en værdifuld kilde til kemisk information i biologi og er fælles strukturelle træk i større komplekse molekyler såsom retinal, et vitamin A-derivat. Selvom, alkengeometri spiller en central rolle i funktion, f.eks. regulering af pattedyrets visuelle cyklus, strategier til at få adgang til geometrisk definerede alkenbyggeblokke til iterativ syntese er påfaldende underudviklede. Selvom der findes mange metoder til at få adgang til hver isomer uafhængigt, de er ofte plaget af dårlig selektivitet eller kræver besværlige uafhængige syntesekampagner.

Ligesom planter omdanner lys til energi, forskerne udnyttede små, billige organiske molekyler under bestråling for at "vende" almindelige alkenbyggesten til den mere udfordrende form. Denne proces betegnes "energioverførselskatalyse".

Da disse materialer er funktionaliserede på begge steder, de kunne iterativt udvides til at konstruere komplekse bioaktive polyener såsom retinsyre, som kan eksistere i flere former i kraft af alkenstereoisomerisme. Münster-teamet demonstrerede kraften i deres metode kort sagt, stereokontrolleret syntese af to retinsyre-baserede lægemidler Isotretinoin og Alitretinoin.

Den nye metode kombinerer betydningen af ​​carbonylkemi i biosyntese med alsidigheden af ​​organoboron-motiver i nutidig organisk kemi. "Denne artikel er dedikeret til prof. Duilio Arigoni, der for nylig døde. Han var en pioner inden for bio-organisk kemi, som jeg havde fornøjelsen af ​​at arbejde sammen med i Zürich for år tilbage, og han fremhævede ofte det presserende ved dette problem. Denne innovative løsning vidner om det hårde arbejde, innovation en dedikation af en meget talentfuld gruppe højt motiverede medarbejdere, "siger Ryan Gilmour.