Kemikere udvikler ny metode til at indføre fluorerede komponenter i molekyler

Et team af kemikere ved universitetet i Münster har udviklet en syntesemetode til stedselektiv integration af den biologisk relevante difluormethylgruppe i pyridiner.

Difluormethylgruppen bestemmer ofte bioaktive molekylers egenskaber og er derfor særligt interessant til lægemiddelforskning. Denne atomgruppe består af kulstof, to fluoratomer og et hydrogenatom. Derivater af den kemiske forbindelse pyridin er særligt velegnede til inklusion i difluormethylgrupper.

Hvis et hydrogenatom i pyridiner erstattes af en sådan gruppe, kan der på en ukompliceret måde opnås difluormethylerede ringstrukturer, som er potentielle kandidater til nye lægemidler og agrokemikalier. Med hensyn til effektivitet spiller difluormethylgruppens position i molekylet en afgørende rolle.

Et team af forskere ledet af Prof Dr. Armido Studer fra Institut for Organisk Kemi ved Universitetet i Münster (Tyskland) har nu præsenteret en ny strategi, hvormed difluormethylgruppen præcist kan introduceres i pyridiner på specifikke steder. Resultaterne er blevet publiceret i tidsskriftet Nature Communications.

Pyridin er en vigtig byggesten i den farmaceutiske og agrokemiske industri til fremstilling af biologisk aktive stoffer. Pyridin og dets derivater indeholder ringe med fem carbonatomer og et nitrogenatom. Ved hjælp af den nye metode kan difluormethylgruppen indføres enten i meta-positionen (to atomer væk fra nitrogenet) eller i para-positionen (tre atomer væk fra nitrogenet).

Metoden er lovende, fordi den regioselektive difluormethylering af pyridiner betragtes som en udfordring på kemiområdet. Der var ingen tidligere kendte metoder til stedselektiv meta- og para-difluormethylering, som kunne skiftes mellem de to positioner. "Vores undersøgelse løser problemet med direkte difluormethylering af pyridinringen i metapositionen, som er særlig vanskelig at få adgang til i komplekse forbindelser," forklarer Studer.

Da pyridiner er ret inerte forbindelser, anvendte kemikerne en strategi med midlertidig dearomatisering. De dearomatiserede aktive mellemprodukter reagerer med reagenser indeholdende difluormethylgrupper for at danne de kemisk funktionaliserede pyridiner. Denne metode er også egnet til difluormethylering af pyridinholdige lægemidler i slutningen af ​​syntesesekvensen. Pyridinderivaterne kan derfor let omdannes i stedet for at skulle rekonstitueres omhyggeligt.

"Vores metode er praktisk og kan udføres med billige, kommercielt tilgængelige reagenser. Dette burde gøre vores metode relevant for lægemiddeldesign," siger postdoc-forsker Dr. Pengwei Xu. "Vi forventer, at vores tilgang vil finde anvendelse i den farmaceutiske og agrokemiske industri."

Flere oplysninger: Pengwei Xu et al., Introduktion af difluormethylgruppen ved pyridinernes meta- eller para-position gennem regioselektivitetsomskifter, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-48383-1

Journaloplysninger: Nature Communications

Leveret af University of Münster