Molti prodotti e farmaci naturali presentano un cosiddetto motivo dicarbonilico:in alcuni casi, però, la loro preparazione rappresenta una sfida per i chimici organici. Nel loro lavoro più recente, Nuno Maulide ei suoi collaboratori dell'Università di Vienna presentano un nuovo percorso per queste molecole. Usano composti solforati ossidati, anche se lo zolfo non è incluso nel prodotto finale. I risultati sono ora pubblicati in Scienza .

I chimici organici sono costantemente alla ricerca di nuove molecole per nuovi farmaci e materiali. Per sintetizzare molecole, analizzeranno i gruppi funzionali presenti all'interno del target e sceglieranno di conseguenza una strategia adeguata. Però, per alcune molecole, identificare una strategia adeguata può essere molto impegnativo, ad esempio, quando le distanze tra le funzionalità nella molecola non corrispondono alla polarità "naturale" dei potenziali precursori.

Un esempio classico è quello in cui due doppi legami carbonio-ossigeno (chiamati anche gruppi "carbonile") sono separati da quattro atomi di carbonio. "Questi 1, I composti 4-dicarbonilici sono significativamente più difficili da realizzare rispetto ai corrispondenti 1, 3- o 1, 5-analoghi, e questo è qualcosa che insegniamo a tutti gli studenti di Chimica Organica I all'Università di Vienna, "dice Nuno Maulide, professore di sintesi organica presso l'Istituto di Chimica Organica dell'Università.

Per realizzare questi motivi in ​​laboratorio, non esiste una buona strategia. "Ciò che insegniamo ai nostri studenti è che è richiesta l'inversione di polarità di uno dei partner di reazione, ma non c'è davvero una buona soluzione al problema, " dice Maulide. Questo è un problema grave, come 1, I 4-dicarbonili si trovano in molti prodotti naturali, bersagli farmacologici e diversi inibitori enzimatici utilizzati nei prodotti farmaceutici.

Nuno Maulide e i suoi collaboratori del Dipartimento di chimica organica dell'Università di Vienna hanno ora sviluppato un nuovo percorso sintetico per queste strutture utilizzando reagenti chiamati solfossidi, una specie ossidata di zolfo. "Ciò che rende il nostro metodo così affascinante è che lo zolfo è decisamente coinvolto nella reazione, ma non compare nemmeno nella molecola finale, " spiega Immo Klose, Doc-fellow dell'Accademia austriaca delle scienze e co-primo autore dello studio. "Questo è anche ciò che rende intrigante questa reazione, perché non è ovvio a prima vista come le materie prime formino il prodotto, " disse Klose. Infatti, durante la reazione, lo zolfo lascia la molecola reattiva in modo cosiddetto "senza tracce", il che significa che non è presente nei prodotti finali.

Non solo il partner solfossido è critico nella reazione, i ricercatori hanno dimostrato che scegliendo il giusto solfossido di partenza, ciascuno dei quattro possibili isomeri del prodotto può essere ottenuto selettivamente. "I nostri reagenti solfossido hanno due posizioni che possono essere cambiate:lo zolfo stesso e i due carboni ad esso collegati. Questo ci dà quattro possibili combinazioni, " spiega Dainis Kaldre, ex Postdoc presso l'Istituto di Chimica Organica e co-primo autore. "La cosa bella è che cambiando tra queste 4 possibili combinazioni, ottimizziamo efficacemente la reazione in modo da fornire selettivamente ciascuna delle quattro configurazioni del prodotto finale possibili, " dice Kaldre. Questo rende il metodo estremamente generale e potente.

Nuove molecole di farmaco sbloccate

"La flessibilità del nostro metodo ora può essere utilizzata per creare una quantità incredibile di molecole che prima non erano nemmeno pensabili, " spiega Maulide. Il gruppo lo ha già mostrato nel rapporto iniziale sul giornale Scienza , in cui dimostrano un modo semplice per produrre inibitori delle metalloproteinasi di matrice. "Non c'era un buon modo per produrre questi composti. In particolare, era molto difficile fare una configurazione specifica in modo selettivo; Ora, con il nostro metodo, possiamo farne una qualsiasi delle 4 possibilità, a volontà, "dice Maulide.

Le specie reattive con cui si combinano i solfossidi sono intermedi alquanto esotici chiamati "cationi vinilici".

"È straordinario come la ricerca di base sulle 'molecole esotiche' possa facilmente portare a scoperte per la società. Questo è un promemoria molto gradito e tempestivo dell'immenso valore che risiede nell'investire nella ricerca di base, "così Maulide concludendo.