Gli scienziati della Rice University hanno semplificato il loro approccio per sintetizzare una famiglia di precursori altamente versatile in rotta verso composti biologicamente attivi. Il loro metodo dovrebbe rendere la progettazione e lo sviluppo di farmaci più economici e più rispettosi dell'ambiente.

Il chimico sintetico László Kürti e i ricercatori post-dottorato Zhiwei Ma e Zhe Zhou hanno riportato la loro sintesi di molecole di aziridina non protette, elementi chiave della chimica di sintesi. L'obiettivo principale del laboratorio è ridurre il numero di passaggi necessari per sintetizzare composti chimici contenenti azoto. Un modo per farlo è semplificare la sintesi di molecole precursori che possono essere facilmente modificate in prodotti.

Il loro lavoro appare nel Angewandte Chemie Edizione Internazionale .

Le aziridine sono strutture triangolari contenenti due atomi di carbonio e un atomo di azoto che sono interconnessi. Il contenuto energetico delle aziridine è elevato a causa della tensione nell'anello a tre membri. Questa è la chiave della loro utilità come elementi costitutivi, poiché possono essere aperti facilmente se combinati con partner di reazione adatti, ha detto Kurti.

La sintesi di aziridine che possono essere modificate per la preparazione di farmaci e altri scopi industriali di solito comporta passaggi per preservare la capacità di funzionalizzare i loro delicati atomi di azoto, che sono importanti per mantenere i prodotti biologicamente attivi.

"La stragrande maggioranza delle ricerche fatte nella chimica dell'aziridina riguarda solo le sintesi di varie aziridine protette, che spesso non possono essere ulteriormente funzionalizzati, " disse Zhou. "Questo semplice metodo dà accesso ad aziridine non protette, che sono molto più facili da funzionalizzare."

Qual è la differenza tra aziridine protette e non protette? "La chiave è l'atomo di azoto, " ha detto. "Quando questo azoto è collegato a un gruppo attrattore di elettroni, l'aziridina è protetta, mentre la connessione a un atomo di idrogeno o gruppi alchilici dà origine a aziridine non protette."

Il nuovo metodo si basa su quello introdotto tre anni fa da Kürti e dai suoi colleghi e riportato su Science. Quel documento descriveva un modo per produrre aziridine direttamente da composti olefinici in un unico passaggio e in condizioni blande, ma la trasformazione in alcuni casi ha richiesto giorni e ha lasciato un sottoprodotto tossico. (Le olefine sono costituite solo da idrogeno e atomi di carbonio e sono prodotte in grandi quantità dall'industria petrolifera attraverso il cracking degli idrocarburi.)

Il nuovo lavoro snellisce il processo ed elimina la tossicità, ha detto Kurti. "Portiamo un reagente davvero economico e facilmente disponibile, acido idrossilammina O-solfonico, e utilizzarlo come fonte di azoto elettrofilo per reazioni di aziridinazione dell'olefina, " Egli ha detto.

I vantaggi del processo one-pot includono la capacità di produrre aziridine a temperatura ambiente in poche ore e con una piccola quantità di catalizzatore, Egli ha detto. L'unico sottoprodotto del processo è un solfato ecologico e solubile in acqua.

Le molecole risultanti sono anche stereospecifiche, ha detto Zhou. "Stereospecificità significa che se si porta un'olefina in una reazione con una geometria del doppio legame rigorosamente definita (cis- o trans), quella geometria sarà completamente preservata alla fine del processo."