I chimici dello Scripps Research Institute (TSRI) hanno scoperto un nuovo metodo che semplifica enormemente, e in molti casi consente per la prima volta, la produzione di una vasta gamma di molecole organiche.

Il nuovo metodo, alchenilazione decarbossilativa, trasforma facilmente gli acidi carbossilici, relativamente economico, classe abbondante e diversificata di composti, in alcheni (detti anche olefine), un'altra grande famiglia di composti comunemente usati per i prodotti farmaceutici e altre applicazioni. Dovrebbe quindi facilitare la scoperta e lo sviluppo di una grande varietà di nuovi farmaci e altri prodotti chimici.

"Questo metodo semplifica notevolmente la sintesi delle olefine; infatti, ha davvero cambiato il mio modo di pensare alla creazione di molecole, " ha detto il ricercatore principale Phil S. Baran, Darlene Shiley Professore di Chimica al TSRI.

Il metodo, pubblicato nell'edizione di questa settimana di Natura , essenzialmente sostituisce le reazioni che sono state nei libri di testo di chimica e nell'uso industriale e accademico diffuso per decenni. La principale tra queste è la reazione di Wittig, scoperto nel 1954, per il quale il tedesco Georg Wittig è stato insignito di una quota del Premio Nobel per la chimica nel 1979. La reazione di Wittig consente la produzione di molte olefine da composti precursori, e anche se tende a richiedere un processo in più fasi, i chimici hanno continuato a fare molto affidamento su di esso fino ad oggi.

"I chimici organici hanno sopportato questo gravoso processo 'analogico' per decenni con poche lamentele, " ha detto Baran. "Ora con questo nuovo metodo stiamo portando l'olefinazione nell'era digitale".

Il nuovo metodo è nato da una scoperta di Baran e del suo laboratorio che è stata descritta un anno fa nel Journal of the American Chemical Society. Quella trasformazione ha permesso la costruzione di molti farmaci complessi e altre molecole a partire da acidi carbossilici, utilizzando catalizzatori metallici economici. Gli acidi carbossilici comprendono numerose sostanze chimiche prodotte in massa, così come molte abbondanti molecole naturali, tra questi gli amminoacidi che le cellule utilizzano per costruire le proteine.

"Quel progresso ha aperto la porta a molte altre possibilità, e da allora ci siamo rivolti a quanti più possibile, a cominciare dal più importante, " ha detto Baran.

Il nuovo metodo consente ai chimici di trasformare gli acidi carbossilici in olefine in relativamente pochi passaggi, utilizzando catalizzatori di nichel o ferro. In una dimostrazione, Il team di Baran ha prodotto acetato di sterolo, un'olefina naturale con potenziale come elemento costitutivo di farmaci, da un precursore standard in due fasi, mentre la procedura tradizionale che utilizza la reazione di Wittig richiede sette fasi. Per mostrare la vasta portata del nuovo metodo, Il team di Baran lo ha impiegato per produrre quasi 70 diverse olefine con reazioni che sono state notevolmente ottimizzate e semplificate rispetto ai metodi tradizionali.

"Essenzialmente, con questo approccio prendiamo il gruppo funzionale più diversificato e lo convertiamo in quello più versatile, " ha detto Baran.

Il nuovo metodo consente ai chimici un controllo molto migliore sulla geometria delle molecole risultanti, e inoltre semplifica il lato concettuale della sintesi dell'olefina. "Attiva una forma primitiva di logica di sintesi in cui puoi semplicemente iniziare con un composto economico che è strutturalmente correlato e convertirlo con relativa facilità in un'olefina, " ha osservato Baran. In una dimostrazione, il team ha sintetizzato l'antibiotico naturale cladospolide, che altrimenti è difficile da realizzare, a partire dall'acido tartarico, un acido carbossilico prodotto in massa che assomiglia strutturalmente al cladospolide.

Il documento include altre 15 sintesi totali o quasi totali da composti di partenza economici di prodotti naturali che in precedenza erano difficili o poco pratici da sintetizzare, comprese le prostaglandine, aureonitolo, e tocotrienoli.

L'azienda farmaceutica Bristol-Myers Squibb, che ha un Accordo di Ricerca con TSRI, collabora con il Laboratorio Baran nell'ambito dell'Accordo e sta già utilizzando il nuovo metodo in almeno uno dei suoi programmi di sviluppo di farmaci.

Baran ha notato che un altro collaboratore, il produttore di farmaci a contratto Asymchem, ha anche dimostrato l'idoneità del nuovo metodo per la produzione farmaceutica aumentando la reazione del campione a rese dell'ordine di un chilogrammo.