Ny metode kan effektivt skabe flere byggesten af ​​farmaceutiske lægemidler

Flere lægemidler, herunder dem til depression, skizofreni, og malaria, ville ikke eksistere, hvis ikke for en type organisk kemisk forbindelse kaldet alicykliske forbindelser. Disse forbindelser er 3D-strukturer dannet, når tre eller flere carbonatomer forbindes i en ring via kovalente bindinger, men ringen er ikke aromatisk.

Aromatiske forbindelser (eller arener) er en anden klasse af organiske forbindelser, som er 2-D strukturer med reaktive egenskaber, der adskiller sig fra alicykliske forbindelsers. Et velkendt eksempel er benzen, ringen med seks carbonatomer omfatter skiftende enkelt- og dobbeltbindinger mellem carbonatomerne.

Ved at afaromatisere arener, man kan få alicykliske forbindelser. Faktisk, denne dearomatisering er en af ​​de mest kraftfulde måder at opnå alicykliske forbindelser på. Men nogle af de mest tilgængelige arenaer, såsom benzen og naphthalen, er meget stabile, og at bryde dem op for at konstruere alicykliske forbindelser har været udfordrende. Med eksisterende metoder, ofte giver store mængder reaktanter meget lidt produkt.

"Den meget effektive omdannelse af let og kommercielt tilgængelige arenaer til højværditilførte alicykliske forbindelser kan fremskynde forskning i opdagelse af lægemidler med spring, siger adjunkt Kei Muto og professor Junichiro Yamaguchi fra Waseda University, Japan, der førte til opdagelsen af ​​en ny effektiv metode. Deres undersøgelse er offentliggjort i Royal Society of Chemistry's Kemisk Videnskab .

I den nye metode, bromoarener reagerer med to andre klasser af organiske forbindelser, diazoforbindelser og malonater, i nærværelse af en palladiumkatalysator (forbindelse, der muliggør en kemisk reaktion), under optimale koncentrationsforhold, temperatur, og tid (eksperimentelt konstateret i undersøgelsen). Efterfølgende der produceres gode mængder af de tilsvarende alicykliske forbindelser.

"Det, der virkelig er specielt ved denne metode er, at en række bromoarener, inklusive benzenoider, aziner, og heteroler, kan konverteres til deres alicykliske modstykker, " siger Muto. Han taler også om nøgledelene af et alicyklisk molekyle, der giver det kompleksitet og anvendelighed - de funktionelle grupper knyttet til de cykliske carbonatomer. Han siger, "De opnåede forbindelser har funktionelle grupper på to punkter i den cykliske kæde, og disse kan let diversificeres gennem yderligere reaktioner for at give en række højt funktionaliserede 3-D molekyler."

Anvendelsen af ​​malonater som reaktant er det, der tillader denne multifunktionalisering, adskille denne nye metode fra eksisterende metoder, som ofte er meget specifikke med hensyn til de mulige produkter. Fordi malonater er kendt for at reagere overvejende med palladium-benzylkomplekser, brugen af ​​en palladium-baseret katalysator blev nøglen til succesen med denne metode. Palladiumkatalysatoren førte til dannelsen af ​​et benzyl-palladium-mellemprodukt, der derefter kunne reagere med malonater, fremstilling af de endelige multifunktionaliserede alicykliske produkter.

Dermed, design af en passende katalyseproces var afgørende for at udvikle den aromatiske-til-alicykliske transformationsteknik. "Næste, vi vil gerne designe nye katalysatorer for at gøre denne reaktion mere generel; det er, kompatibel med et bredere udvalg af arener, " siger Yamaguchi.

Med deres fremtidsplaner på plads, Muto og Yamaguchi er overbeviste om det gode, som deres teams arbejde kan gøre i verden:"Vi tror på, at denne organiske reaktion vil hjælpe forskning med lægemiddelopdagelse til endelig at 'flygte fra det flade land' af de mere simple og 2-D aromatiske forbindelser, så at sige, derved fremme medicinsk kemi betydeligt."