I chimici di Scripps Research hanno affrontato una delle sfide più formidabili nella chimica di sintesi inventando un metodo per "l'attivazione enantioselettiva remota del meta-CH, " che consente la creazione di molecole chirali che in precedenza erano difficili o impossibili da sintetizzare.

Il metodo, segnalato oggi in Natura , è probabile che venga ampiamente adottato per la produzione di potenziali farmaci e altri prodotti chimici.

"Questo nuovo metodo dovrebbe consentirci di esplorare un ampio 'spazio chimico' che era stato essenzialmente vietato, "dice Jin-Quan Yu, dottorato di ricerca, ricercatore senior e Frank e Bertha Hupp Professore di Chimica presso Scripps Research.

Le molecole chirali sono asimmetriche, con forme "mano destra" e "mano sinistra". Spesso solo una di queste forme (chiamate enantiomeri) ha l'attività biologica o chimica desiderata, mentre l'altro è inerte o addirittura ha effetti collaterali indesiderati e la maggior parte delle reazioni ordinarie produce un impuro, 50:50 mix di entrambi.

Esistono metodi per trasformare una molecola simmetrica in una chirale e ottenere quantità pure di un enantiomero piuttosto che dell'altro. Però, questi metodi prevedono tipicamente l'attaccamento di un cluster reattivo di atomi chiamato gruppo funzionale alla molecola di partenza nel punto che diventa il centro di asimmetria:il cosiddetto centro chirale. Il nuovo metodo collega un nuovo gruppo funzionale relativamente lontano dal centro chirale, un'impresa precedentemente ottenibile solo dagli enzimi nelle cellule viventi. Poiché il centro chirale contiene tipicamente un altro gruppo funzionale, la molecola chirale risultante finisce con due gruppi funzionali ampiamente distanziati, potenzialmente conferendo bioattività unica e potente.

"Le molecole chirali che possiamo realizzare con questo metodo possono essere progettate per interagire con siti di legame ampiamente distanziati su una proteina bersaglio, Per esempio, " dice Yu.

La chiave del nuovo metodo è una molecola ausiliaria appositamente progettata, un "mediatore chirale transitorio, " basato sul composto organico norbornene. Consente il passaggio cruciale di attaccare il nuovo gruppo funzionale in modo asimmetrico a un composto di partenza inizialmente simmetrico, lontano dal centro chirale sulla spina dorsale molecolare ma, comunque, ottenendo quasi il 100% di quantità pure dell'enantiomero desiderato.

Il team di Yu ha dimostrato la tecnica utilizzandola per "l'induzione chirale remota" di benzilammine e feniletil ammine, ampie classi di molecole che costituiscono le basi di molti farmaci moderni e di molti composti biologicamente attivi nelle cellule vegetali e animali. Le molecole chirali risultanti comprendevano tipicamente più del 95% dell'enantiomero desiderato e meno del 5% dell'enantiomero indesiderato.

Yu e il suo gruppo stanno attualmente esplorando modi per ampliare l'ambito di questa strategia ad altre classi di molecole di partenza. Stanno anche usando il loro nuovo metodo per creare grandi librerie di composti precedentemente inaccessibili, che può essere sottoposto a screening per scoprire potenziali nuovi farmaci.